Вы еще ничего не выбрали :(

Как устроен Li-Ion аккумулятор?

14 ноября 2016 г.

У каждого любознательного человека, сталкивающегося с современными накопителями энергии, рано или поздно возникает закономерный вопрос – как устроены литий ионные аккумуляторы? Наглядно представить себе конструкцию таких аккумуляторных батарей можно так:

У каждого любознательного человека, сталкивающегося с современными накопителями энергии, рано или поздно возникает закономерный вопрос – как устроены литий ионные аккумуляторы? Наглядно представить себе конструкцию таких аккумуляторных батарей можно так:

  • есть 2 тонкие длинные пластины из алюминия и меди – одна с графитом, а вторая с материалом LiMn2O4 (распространенный вариант);
  • они смазываются электролитом;
  • между ними размещается тонкая пористая прослойка;
  • сложенные таким образом листы сворачиваются в рулон.

Примерно так и получается Li-Ion аккумулятор – накопитель с предельно простой конструкцией и прекрасными возможностями. Более детально его строение будет описано ниже. При подаче напряжения (на графит» -», на оксид лития» +») имеющие положительный заряд ионы Li отсоединяются от молекул оксида и переходят на графитовую пластинку. Так и заряжается аккумуляторная батарея. При использовании заряженной АКБ происходит противоположный процесс: обладающие положительным зарядом ионы Li переходят на оксид лития и кобальта.

Важные нюансы

Говоря о том, как устроен Li-Ion аккумулятор, стоит отметить его способность загореться при сильном нагреве или превышении напряжения при заряде и утратить способность к подзарядке при разрядке ниже граничного уровня. Чтобы этого не произошло, батареи снабжают платой управления аккумулятором BMS, следящей за температурой и процессом заряда и разряда, а также выполняющей балансировку элементов. К слову сказать, возгорание больше относится к старому типу литий-ионных аккумуляторов где в химической композиции присутствует Кобальт.

Контроллер аккумулятора БМС не допускает превышения допустимого напряжения, а также может:

  • отслеживать нагрев аккумуляторной батареи, отключать ее при чрезмерном повышении температуры;
  • ограничивать потребляемый ток и глубину разряда.

Оптимальными условиями эксплуатации для таких накопителей являются:

  • поддержание уровня заряда в пределах 10–90%;
  • температура 0 – +40 °С (идеальное значение составляет +20 °С).

Как устроен литиевый аккумулятор

Li-Ion аккумулятор содержит электроды (на фольге из алюминия – катодный, на полоске из меди – анодный материал), между которыми находятся пропитанные электролитом перфорированные прослойки. Весь этот набор содержится в герметичной обшивке, а катоды и аноды соединены с клеммами. Защитный клапан на корпусе обеспечивает сброс внутреннего давления при критических условиях.

В качестве катодного материала может использоваться не только LiCoO2, но и LiC6, оксиды LiMnO2, соли LiMnRON. Но использование оксидов кобальта открывает возможности для эксплуатации полученной АКБ при пониженных температурах, а также увеличивает число циклов заряда/разряда. Современные производители преимущественно используют для создания Li-Ion батарей 3 категории катодных материалов:

  • LiCoO2 и твердые растворы на базе LiNiO2;
  • LiMn2O4;
  • LiFePO4.

Используются литиевые аккумуляторные батареи совместно с контроллером и балансиром аккумулятора БМС (BMS).

Предлагаем вам также ознакомиться с интересной информацией о том, сколько стоит электровелосипед.

comments powered by HyperComments