Вы еще ничего не выбрали :(

Особенности литий ионных аккумуляторов

22 февраля 2017 г.

Особенности литий ионных аккумуляторов. Свойства, характеристики и отличия Li-Ion аккумуляторов от АКБ других типов. Особенности использования и зарядки литиевых батарей.

Li-Ion аккумуляторы

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:

  1. LiCoO2 – имеют высокую удельную энергию, выдерживают средние нагрузки и отличаются небольшим сроком эксплуатации.
  2. LiMn2O4 – выдерживают высокие токи заряда и разряда, но служат относительно недолго и имеют большую удельную энергию.
  3. 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.

Литий ионные аккумуляторы

Особенности зарядки литий ионных аккумуляторов

Основные особенности зарядки Li-ion аккумуляторов заключаются в следующем:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

comments powered by HyperComments