Site Loader

Содержание

Какое напряжение Li-ion аккумулятора лучше

При выборе Li-ion аккумуляторов учитываются разные характеристики: типоразмер, наличие защиты, бренд, циклический ресурс, допустимые токи заряда и разряда. Но главную роль играют 2 параметра – емкость и номинальное напряжение. У большинства литий-ионных элементов номинальное напряжение равно 3,6 или 3,7 В.

Но встречаются и ячейки с отличающимся вольтажом. Например, элементы питания на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4) имеют номинальное напряжение 3,2 вольта. Встречаются в продаже и литий-ионные ячейки с увеличенным напряжением: 3,75 В, 3,8 В, 3,85 В. О том, какое напряжение Li-ion аккумулятора лучше, почему и что зависит от этого параметра, проанализируем в этой статье.

Типы напряжений

Этот параметр включает несколько видов:

  1. Номинальное напряжение – измеряется в средней точке графика разряда. Как правило, составляет 3,6 или 3,7 В.
  2. Реальное или рабочее – бывает от 2,4 до 4,4 В.
  3. Минимальное – допустимое значение, до которого аккумулятор может разрядиться без потери своих эксплуатационных характеристик. Для большинства литиевых ячеек составляет 2,4–2,5 В, а для высоковольтных моделей – 2,8–3 В.
  4. Максимальное – допустимый верхний предел, превышение которого считается перезарядом и вредит работоспособности аккумулятора. Как правило, составляет от 4,2 В у большинства до 4,35–4,4 В у высоковольтных моделей.

Как меняется напряжение при работе Li-ion аккумулятора?

Когда элемент питания полностью заряжен (уровень заряда равен 100%), его вольтаж составляет 4,2–4,4 В, в зависимости от характеристик модели. При дальнейшем подключении к нагрузке аккум отдает накопленную энергию и постепенно разряжается, удерживая при этом номинальный вольтаж 3,6–3,7 В (±0,1 В при разрядном токе 0,2–0,5С).

Когда уровень остаточного заряда достигает 20% от накопленной емкости, напряжение снижается до 3 В. Чтобы не допустить глубокого разряда и химической деградации аккума, BMS плата отключает его от нагрузки. Обычно это происходит при снижении напряжения до 3–2,75 В. Когда разряженные элементы подключаются к зарядному устройству, их вольтаж снова увеличивается до 4,2–4,4 В.

Параметры зарядки Li-ion аккумуляторов

До какого напряжения заряжать Li-ion аккумулятор – зависит от параметров конкретной модели, но для большинства литиевых элементов верхний предел составляет 4,2 В. Кроме напряжения полного заряда, важную роль при выборе зарядного устройства играет допустимый ток заряда. Он может составлять от 0,5С до 1С, где С – это значение емкости. Например, аккум емкостью 2500 мАч допускается заряжать током от 1,25 А до 2,5 А.

Влияние химического состава

Литий-ионные аккумуляторы бывают разных подвидов, с некоторыми различиями в электрохимической системе. Эти различия влияют на рабочие параметры аккумов, в т. ч. и на значения напряжения. В зависимости от используемого активного вещества, различают литий-кобальтовые, литий-марганцевые, литий-железо-фосфатные, литий-титанатные и другие подвиды Li-ion элементов питания.

Самые популярные категории и их основные характеристики приведены в таблице.

Обозначение

ICR

INR или NCM

IMR или LMO

NCR или NCA

IFR или LFP

Формула активного вещества (материал катода)

LiCoO2

Li(NiCoMn)O2

LiMn2O4

Li(NiCoAl)O2

LiFePO4

Номинальное напряжение

3,6 В, 3,7 В

3,6 В, 3,7 В

3,6 В, 3,7 В, 3,8 В

3,6 В

3,2 В, 3,3 В

U min

2,5 В, 2,75 В

2,5 В

2,0 В, 2,5 В

2,5 В, 2,75 В

2 В

U max

4,25 В

4,25 В, 4,35 В

4,25 В

4,25 В

3,65 В

Ток разряда

1С, 2С

10С, кратковременно – до 30С

25С, кратковременно – до 40С

Допустимый ток заряда

0,7С, 1С

0,7С, 1С

0,7С, 1С, 3С

0,7С

1С–4С

Срок службы

До 1000 циклов

До 2000 циклов

До 700 циклов

Более 500 циклов

Более 3000 циклов

Различия в характеристиках объясняются разным составом аккумуляторов, а именно использованием в роли катодного материала оксидов кобальта, никель-марганец-кобальта, марганца, никель-кобальт-алюминия или железо-фосфата.

Методы повышения напряжения

Для повышения напряжения ячеек нужно снизить их внутреннее сопротивление. Для этого производители экспериментируют с материалами катода и анода, совершенствуют известные схемы и формулы, разрабатывают и внедряют инновационные добавки к электролиту. На каждом этапе они стараются найти компромисс между емкостью, токоотдачей и сроком службы элементов питания.

Кроме распространенных моделей на 3,6 и 3,7 В, можно встретить Li-ion аккумы на 3,75 В, 3,8 В, 3,85 В. В частности, батареи с вольтажом порядка 3,8 В широко используются в смартфонах. Такие элементы питания называют высоковольтными и обычно обозначают LiHV или High Voltage Li-ion. Заряжаются они не до 4,2, а до 4,4 В. Чтобы достичь таких значений, производители прибегают к разным хитростям, например, покрывают поверхность катода тонким слоем специальных материалов и включают добавки в электролит.

Какое напряжение лучше?

Существенной разницы между элементами питания с номинальным напряжением 3,6 В и 3,7 В при эксплуатации не наблюдается. Тем не менее, увеличение этого параметра влечет за собой возрастание энергоемкости. Известно, что для приблизительного расчета запасаемой емкости (в ватт-часах) достаточно умножить напряжение в вольтах на емкость в ампер-часах. Чем больше это значение, тем выше энергоемкость аккумулятора.

С другой стороны, у аккумуляторов с увеличенным вольтажом бывает меньший циклический ресурс. И наоборот, аккумы с меньшим напряжением могут значительно превосходить конкурентов по остальным не менее важным параметрам. Яркий пример таких аккумуляторов – модели на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4).

Преимущества LFP аккумуляторов

Несмотря на меньшее напряжение (3,2 В), они превосходят конкурентов по таким параметрам как:

  • диапазон рабочих температур от -30 до +50 °С;
  • увеличенный циклический ресурс – минимум 2000 циклов;
  • меньшая подверженность эффекту старения – при хранении емкость падает всего на 1,5% в год;
  • термическая и химическая стабильность;
  • безопасность эксплуатации;
  • устойчивость к возгоранию, даже при разгерметизации;
  • простота утилизации;
  • устойчивость к глубокому разряду, перезаряду, короткому замыканию, перегреву;
  • способность выдерживать токи разряда до 25С и увеличенный зарядный ток;
  • меньшее время заряда.

И хотя удельная энергоемкость у LFP ячеек на 14% меньше, чем у Li-ion элементов других типов, во многих случаях этот аспект отходит на второй план. Например, при выборе аккумуляторных батарей для электровелосипедов и других видов персонального транспорта для круглогодичной эксплуатации лучшими заслуженно считаются АКБ типа LiFePO4. Также они предпочтительны в качестве тяговых АКБ для лодочных моторов и в целом для жестких условий эксплуатации.

Поэтому правильно выбирать Li-ion аккумуляторы не только и не столько по напряжению, как по всей совокупности характеристик.

Ранее в блоге VirtusTec.ru вышла статья о видах АКБ для активного отдыха.

Это просто бомба-2. Li-Ion — как не взлететь / Хабр

За последний десяток лет литий-ионные аккумуляторы из дорогостоящей экзотики перешли в разряд самых распространенных источников автономного питания. Неудивительно, что они стали популярными и в руках самодельщиков, в том числе и начинающих. Иногда от технических решений в их творениях волосы становятся дыбом – ведь особенностью аккумуляторов данного типа является их повышенная опасность, в первую очередь – пожарная. Мой рассказ о том, как правильно «готовить» эту «рыбу фугу», чтобы никто не сгорел и не взорвался.

Предыдущая статья на «взрывную» тему здесь.

Принцип работы литий-ионнного аккумулятора.

Химические источники тока на основе лития получили распространение уже давно. Литиевые батарейки уже в конце XX века прочно укрепились в часах, калькуляторах, материнских платах компьютеров, пультах дистанционного управления. По принципу действия они мало чем отличаются от марганец-цинковых элементов, за тем исключением, что литий заменяет собой цинк, а вместо водного раствора щелочи или хлористого аммония – электролит на основе неводных растворителей, таких как пропиленкарбонат или хлористый тионил, в котором растворена литиевая соль, диссоциирующая с образованием иона лития, который и переносит ток в таком электролите. Но замена цинка на литий привела к тому, что напряжение возросло с полутора до трех вольт, а энергоемкость увеличилась в несколько раз. При этом химически инертный органический электролит и высокая степень герметичности конструкции свели саморазряд практически на нет — отдавая микроамперные токи, такая батарейка может работать десятилетиями.

Знаете, почему нельзя заряжать обычные батарейки? Казалось бы, при протекании тока в зарядном направлении, на электродах будут идти процессы «в обратном порядке»: на отрицательном электроде будет осаждаться цинк, а на положительном – активная масса, бывшая когда-то двуокисью марганца и отдавшая свой кислород, будет снова окисляться, вновь превращаясь в свежую MnO2. Но все портит то, что одновременно с этими процессами разлагается и вода в электролите. Выделяющиеся газы раздувают корпус батарейки и  выдавливают электролит наружу с печальными последствиями для аппаратуры.

В литиевом элементе нет воды. Пропиленкарбонат, служащий растворителем, не подвержен электролизу, поэтому такой элемент можно зарядить без побочных реакций. Однако, такой литиевый аккумулятор  «не взлетел». Вернее, он как раз взлетал – на воздух. Литий никак не хотел ложиться на свой анод аккуратным тонким слоем, а кристаллизовался в виде игольчатых кристаллов – дендритов. Точно такие же дендриты, к слову, образуются и при попытке зарядить марганец-цинковую батарейку, но именно в литиевом аккумуляторе они приводили к катастрофе. Рано или поздно такой дендрит перекрывал промежуток между анодом и катодом и вызывал короткое замыкание. Протекающий ток разогревал и катодную массу, из которой выделялся кислород, и литий, который в этом кислороде воспламенялся, и сепаратор, который просто прекращал свое существование, после чего литий, электролит и катодная масса – горючее и окислитель – превращались в адскую смесь. Как рассказывал мне один знакомый, причастный к этим экспериментам изобретатель – военные, для которых они пытались эти аккумуляторы создать, потеряли всякий интерес к ним, как к источникам тока, но регулярные мощные взрывы, сопровождающиеся ослепительным красным (от лития) пламенем, их восхищали и каждый раз военные интересовались, нельзя ли куда-то применить эту взрывчатку.

В этом направлении работали и за рубежом, и кое-чего даже добились, применяя механически более прочные керамические сепараторы, особые методы заряда, специальные добавки в электролит. Но все равно опасность дендритообразования сохранялась – слишком опасным был такой аккумулятор для его практического применения, если превышал размеры и емкость крохотной часовой батарейки-таблетки.

Прорыв принесли два открытия. Первое – это обнаружение способности некоторых сложных оксидов и сульфидов, содержащих литий, отдавать и поглощать обратно ионы лития на катоде. Второе – способность соединений слоистой структуры (графит, дисульфид молибдена) обратимо поглощать в межслоевое пространство значительные количества лития (вплоть до соединения состава LiC6), захватывая его атомы немедленно после разрядки ионов Li+ на аноде и предотвращая его выделение в металлической форме, а значит, предотвращая образование дендритов. За эти открытия и изобретение литий-ионного аккумулятора в прошлом году была присуждена Нобелевская премия. Ее лауреаты – М.С. Уиттингем, первооткрыватель явления интеркаляции лития в дисульфиды титана и молибдена, впервые предложивший использовать это явление в аккумуляторах, Дж. Гуденаф, исследовавший обратимость поглощения и выделения ионов лития кобальтитом лития на катоде, и собственно, изобретатель литий-ионного аккумулятора Акира Ёсино.

Принцип работы литий-ионного аккумулятора Акиры Ёсино, изобретенного им в 1991 году, состоит в следующем. Однозарядные катионы лития – это практически единственный ион, переносящий ток в органическом неводном электролите. Противоионом является громоздкая и малоподвижная молекулярная «конструкция», обладающая отрицательным зарядом.

Ион Li+ при зарядке аккумулятора разряжается на поверхности графитового анода, превращаясь в нейтральный атом лития. Этот атом немедленно вступает поглощается графитом, проникая между слоями его кристаллической решетки. Образуется графитид лития – так называемый интеркалят или соединение внедрения. По своим химическим свойствам это сильный и активный восстановитель.

Одновременно с этим, кобальтит лития на катоде поставляет в раствор ионы лития, а сам при этом, теряя литий, все больше по составу приближается к двуокиси кобальта, в результате чего становясь сильным и активным окислителем.

Разность электрохимических потенциалов между этими окислителем и восстановителем равна ЭДС литий-ионного аккумулятора.

При разряде происходят обратные процессы. Литий, покидая межслоевое пространство на аноде, отдает во внешнюю цепь электрон и приобретает заряд, становясь катионом, а графитид лития – просто графитом. На катоде эти катионы возвращается в вакансии кристаллической решетки кобальтита лития, который теряет свои окислительные свойства, принимая электрон во внешнюю цепь.

Из-за отсутствия побочных процессов данная электрохимическая система обладает весьма высокой степенью обратимости и по этой причине характеризуется прекрасным КПД.

Литий-полимерные аккумуляторы не являются, как многие думают, каким-то отдельным видом аккумуляторов. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный на полимерной основе, а все электрохимические процессы в них ничем не отличаются. Отсутствие (вернее, минимальное количество) жидкого электролита позволяет придавать им практически любую форму и вместо прочного металлического корпуса помещать их в корпуса из полимерной пленки в виде запаянного пакетика, что помимо прочего повышает плотность хранения энергии.

Существуют также разновидности литий-ионных аккумуляторов с различными электрохимическими системами, такие, как литий-железофосфатные и литий-титанатные. Принцип действия у них тот же самый, но иные материалы катодной массы и, соответственно, другие напряжения. Удельная емкость этих аккумуляторов ниже, чем у классической кобальтовой литий-ионной системы, но они превосходят их по сроку службы, способности отдавать ток при низких температурах и, по утверждению производителей – по безопасности.

Собственно, безопасность – едва ли не основная «беда» литий-ионных аккумуляторов.

Скрытая угроза

Увы, «укротив» литий, Акира Ёсино не сделал этого огненного льва безобидным мышонком. Да и как можно ожидать полной безопасности от устройства, в котором, повторюсь, сильный и активный окислитель соседствует с столь же сильным и активным восстановителем и разделяют их лишь несколько десятков микрон пористой полимерной пленки-сепаратора? Стоит этой пленке где-нибудь прохудиться, допустив короткое замыкание, лавинообразный процесс саморазогрева и саморазрушения уже не остановить. Содержимое аккумулятора превращается во взрывчатую смесь горючего и окислителя. И эту смесь уже подожгли.

То, что литий-ионные аккумуляторы обычно не взрываются, обусловлено множеством предосторожностей, которые соблюдаются при их эксплуатации. Соблюдаются не силами пользователя – за этим следят автоматические электронные устройства. Там, где применяется литий-ионный аккумулятор, нет места простейшим зарядным устройствам из мира «свинца» и «никель-кадмия». Зарядное устройство обязано быть «умным». Процесс заряда литий-ионного аккумулятора многостадийный, требует строгого выдерживания параметров и должен быть вовремя завершен, и перекладывать ответственность за это на пользователя категорически недопустимо, так как его забывчивость в таком случае может привести к пожару или взрыву.

Дело в том, что отсутствие побочных процессов в литий-ионном аккумуляторе не абсолютно. Для того, чтобы их не было, нужно не выйти за определенную «безопасную» территорию. Так, при напряжении выше 4,2..4,5 В или при слишком большом токе заряда графит уже не успевает «впитать» литий, и он образует металлическую фазу. То же происходит, если графит теряет активную поверхность, что происходит, например, из-за переразряда. Как только на поверхности появляется металл, он начинает образовывать дендриты и… можно вызывать пожарных. Наконец, перенапряжение может вызвать электролиз компонентов электролита (в том числе и неконтролируемых примесей) и выделение газов, давление которых может нарушить герметичность аккумулятора, что также чревато пожаром – соединение внедрения лития в графит самовоспламеняется на воздухе.

Опасна и перегрузка при разряде. Перегрев разрядным током может вызвать вскипание или термическое разложение электролита, выделение кислорода из катодной активной массы, повреждение сепаратора. Результат тот же: КЗ и пожар. К тому же эффекту приведет и механическое повреждение аккумулятора.

Является «правилом хорошего тона» не полагаться на надежность зарядного устройства. В абсолютном большинстве промышленно выпускающихся устройств (за исключением «маргинальных» случаев вроде электронных сигарет и авиамоделей), содержащих литий-ионные аккумуляторы, независимо от контроллера, на который возложены функции заряда, имеется еще один контроллер, выполняющий функции защиты. В простейшем своем варианте (например, на микросхеме DW01A, являющейся основой плат защиты почти всех китайских аккумуляторов), он отключает аккумулятор при перезаряде (превышении допустимого напряжения), переразряде, слишком большом зарядном и разрядном токе, перегреве. В более сложных случаях к этим базовым функциям добавляется балансировка батареи (если она состоит из нескольких элементов, соединенных последовательно), контроль за ее «здоровьем», подсчет ампер-часов при заряде и разряде (что позволяет определить оставшийся процент заряда гораздо точнее, чем при простом измерении напряжения) и другие функции. Данный контроллер – его называют Battery management system (BMS) или просто «платой защиты», как правило, является неотделимой частью аккумуляторной батареи, находясь с ней в одном корпусе и будучи наглухо припаянным к его выводам.

Есть еще третья ступень защиты. Это механическое устройство, разрывающее цепь при повышении давления или температуры внутри «банки» аккумулятора. К сожалению, оно – не панацея, так как во многих случаях нагрев и газовыделение начинаются уже после того, как возгорание батареи уже нельзя остановить.   

Кстати, типичная цифра, характерная для LiIon – 250 Вт*ч/кг или 0,9 МДж/кг.  Это всего вчетверо меньше запаса энергии в таких ВВ, как тротил. В мощном ноутбуке «тротиловый эквивалент» аккумулятора может быть сравним с ручной гранатой. Так что с литий-ионными аккумуляторами шутки плохи. Их взрыв вполне может привести  к смерти и увечьям многих людей.

Видео и фотографии взрывов и возгораний литий-ионных аккумуляторов в сети можно найти много. Надеюсь, они убедят вас, что все более чем серьезно.

Заряжаем и разряжаем правильно

А теперь разберемся с тем, как правильно заряжать эти опасные литий-ионные аккумуляторы, чтобы они не были так опасны.

Общепринятым, рекомендуемым всеми производителями литий-ионных аккумуляторов, является алгоритм CC-CV. Это означает, что начинается заряд стабилизированным током, а при достижении определенного напряжения далее оно стабилизируется на этом уровне. Этот метод близок к методу заряда свинцовых аккумуляторов, отличаясь от него лишь режимом.

Для большинства стандартных литий-ионных аккумуляторов напряжение перехода от стадии CC к стадии CV при комнатной температуре – 4,20 В. Некоторые старые аккумуляторы с анодом на основе каменноугольного кокса следует заряжать лишь до 4,10 В, тогда как в последнее время все чаще встречаются «высоковольтные» аккумуляторы, которые допускают заряд до 4,35 и даже 4,45 В. Небольшое превышение этого напряжения вызывает резкое сокращение срока службы, а более значительное превышение приводит к возгораниям и взрывам. Требуемая точность установки порогового напряжения для стандартных аккумуляторов составляет ±50 мВ, а у «высоковольтных» тем выше, чем выше напряжение, вплоть до ±5 мВ при пороговом напряжении 4,45 В. Разумеется, пониженное напряжение приводит лишь к снижению доступной емкости, а вот повышение напряжения недопустимо ни при каких случаях.

Стандартным током заряда считается 0,5С и большинство аккумуляторов без ущерба позволяют заряжать их током до 1С, а некоторые допускают и более высокие токи при условии недопущения перегрева. С здесь – ток в амперах, численно равный емкости в ампер-часах. Но таким током нельзя заряжать глубоко разряженные аккумуляторы, напряжение на клеммах которых снизилось ниже 2,9-3,0 В. В этом случае необходима стадия предварительной зарядки (precharge) – аккумулятор заряжается током 0,05-0,1С, пока напряжение не достигнет трех вольт. А вот слишком глубоко разряженные аккумуляторы заряжать нельзя вообще. Зарядное устройство должно не допускать зарядки аккумулятора, если напряжение на его клеммах снизилось ниже 2,5 В. При таком глубоком разряде аккумулятор обычно сильно теряет в емкости, но это еще полбеды: его заряд сопряжен с опасностью металлизации лития и возгорания. Кстати, «высоковольтные» аккумуляторы более чувствительны к глубокому разряду, и не следует допускать их разряда ниже 2,75 В. 

На стадии CV ток снижается по экспоненте. На этой стадии аккумулятор не должен оставаться до бесконечности. Заряд должен быть автоматически прекращен после снижения тока до 0,05-0,1С.

Такой многоступенчатый алгоритм зарядки предпочтительно реализовывать на специализированных микросхемах-контроллерах. Таких контроллеров в настоящее время выпускается множество, как самостоятельных (типичные примеры — всем известные LTC4054-4,2, TP4056, TP5000 и т.п.), так и встроенных в многофункциональные контроллеры питания, включающие несколько отключаемых линейных и импульсных преобразователей напряжения, наподобие применяемой во многих мобильных устройствах микросхемы RK819.

Плохой, очень плохой практикой является применение для этой цели обычных интегральных линейных и импульсных стабилизаторов, а в особенности — популярных и продаваемых именно как «платы для зарядки Li-Ion» модулей с Aliexpress на LM2596, XL4015 и т. п. Именно так нередко делают, переделывая шуруповерты на литиевые аккумуляторы, не учитывая опасности того, что со временем установленное на выходе напряжение может «уйти» из-за невысокого качества подстроечных резисторов на этих китайских платах. Если движок этого резистора потеряет контакт с резистивным элементом, на выходе попросту окажется входное напряжение. И это не говоря о том, что без внешних схемных решений такой «контроллер» не отключит аккумулятор по окончании заряда и не обеспечит предзаряд сильно разряженного аккумулятора малым током. В любом случае, проектируя и собирая зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторах, следует думать о надежности. Неисправность здесь может обойтись очень дорого, иногда — в человеческую жизнь.

Другое крайне неудачное решение, встречающееся в практике самодельщиков и даже «у китайцев» — заряжать аккумулятор, снабженный платой защиты, до ее срабатывания. Во-первых, BMS отключает аккумулятор уже при превышении напряжения. Во-вторых при такой зарядке, без стадии CV используется только часть емкости. Парадокс: батарея одновременно пере- и недозаряжается.

Как крайний случай, можно заряжать литий-ионные аккумуляторы током 0,1С до достижения 4,10..4,15 В с последующей отсечкой. Но, по некоторым данным, предположительно, такой режим плохо сказывается на токоотдаче и сроке службы аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы очень плохо переносят не только перезаряд, но и переразряд. Напряжение 2,5 В на «банку» и ниже фатально — такой аккумулятор уже опасно заряжать. А области между 2,5 и 3 В, которая хоть и формально является допустимой, следует по возможности избегать, так как это отрицательно сказывается на сроке службы. В устройстве, питаемом от литий-ионных аккумуляторов, следует предусмотреть принудительное отключение при снижении напряжения до 3 В. Кстати, подавляющее большинство смартфонов отключаются уже при напряжении 3,35..3,4 В, так как в их контроллерах питания применяются только понижающие преобразователи напряжения, и при более низком напряжении невозможно формирование напряжения 3,3 В. Поэтому все советы «ставить телефон на зарядку, не дожидаясь отключения, так как это очень вредно для батареи» не соответствуют действительности. Такое высокое напряжение отсечки, разумеется, немного уменьшает полезную емкость, и вместе с тем немного продлевает срок службы аккумулятора.

Балансировка

Процесс заряда осложняется, если мы имеем дело с батареей из последовательно соединенных элементов. Дело в том, что двух одинаковых аккумуляторов не бывает. Если емкость одного из них будет чуть больше, а другого – чуть меньше, напряжение на последнем будет расти быстрее, чем на первом. В таком случае, если мы будем заряжать батарею до 8,40 В, этот аккумулятор окажется в итоге немного перезаряженным. Со временем эти небольшие перезаряды приведут к более быстрому износу, а значит, напряжение на этом аккумуляторе будет завышаться с каждым разом все сильнее. Возникает «снежный ком» нарастающей разбалансировки батареи, который может закончиться взрывом.

Чтобы этого не допустить, необходимо контролировать напряжение не только всей батареи, но и каждого элемента в отдельности, не допуская превышения напряжений каждого из них. Обычно применяются те или иные схемы балансировки, шунтирующие «опережающие» элементы во время заряда, когда те достигают максимального напряжения. Это так называемые пассивные схемы балансировки. Очевидно, при их работе часть энергии рассеивается в виде тепла, что существенно снижает КПД зарядки и ухудшает тепловые условия внутри аккумуляторной сборки. Более эффективными и лучше использующими емкость являются методы активной балансировки, обеспечивающие перекачку энергии с клемм уже зарядившейся «банки» к еще недозаряженным.

На рисунке — простейшая схема балансировки батареи из двух элементов на двух компараторах (https://power-e.ru/hit/sistemy-balansa/). Обычно же такие системы выполняются на специализированных микросхемах, таких, как LTC3300-1 и включаются в состав BMS, оставаясь подключенными к аккумуляторной батарее всегда. Такие контроллеры обладают широким набором функций, включающих не только балансировку, но и мониторинг состояния батареи в течение их срока службы.

Активная балансировочная схема на LTC3300-1 (Рыкованов А. Системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей // Силовая электроника. 2009.№1

В настоящее время распространение получили интеллектуальные системы балансировки, лучше использующие емкость аккумуляторов за счет компромиссного распределения зарядного тока, которое определяется реальными емкостями каждого из элементов, измеренными в предыдущих циклах.

Как обращаться, хранить, куда девать остатки

Исходя из вышесказанного, обращаться с литий-ионными аккумуляторами следует с осторожностью. Опасность возгорания и взрыва возникает при неправильном заряде, коротком замыкании и механических повреждениях. Последнее особенно актуально для литий-полимерных аккумуляторов, лишенных прочного защитного корпуса. Случайно или намеренно проколов или разорвав пленку, защищающую аккумулятор, вы можете уже через 10-15 секунд получить у себя в руках ослепительный красный огонь. Это же может случиться при изгибе и сдавливании аккумулятора, а в особенности, если каким-либо инструментом проткнуть его насквозь. Такое случается при попытках извлечь аккумулятор, приклеенный на двусторонний скотч, из мобильного телефона для его замены на новый. Риск снижается при извлечении разряженного аккумулятора, поэтому это следует сделать перед началом работы. По этой же причине, а также по причине того, что при замыкании он может выдать десятки, если не сотни ампер тока, хранить такие аккумуляторы следует надежно и аккуратно упакованными, а не в куче радиохлама.

Вообще перед хранением эти аккумуляторы следует довести до уровня заряда 30-50%. Хранить их следует при комнатной температуре. А то некоторые «специалисты» утверждают, что их нужно держать в холодильнике. Не нужно. А вот старые, убитые и особенно вздувшиеся аккумуляторы хранить ни в коем случае нельзя, от них нужно избавиться как можно скорее, так как они непредсказуемы и могут в любой момент стать причиной пожара.

Вопрос «куда утилизировать» достаточно сложен. Учитывая экологическую опасность лития (по ПДК близок к свинцу), их должны утилизировать специальные организации, но у нас в стране я таких организаций, работающих с частными лицами, не знаю. Не следует выбрасывать их в мусор и в особенности в контейнеры для батареек. Пожалуй, идеальный вариант — некий закрывающийся ящик с песком на открытом воздухе, содержимое которого забирали бы специальные службы…

Нельзя (и если очень хочется, то тоже нельзя!) пытаться паять аккумуляторы. Только точечная сварка! Исключение — литий-полимерные со специально удлиненными выводами под пайку и цилиндрические аккумуляторы с заранее приваренными ленточными ламелями. Даже небольшой перегрев может привести и к разгерметизации с последующим самовоспламенением, и к расплавлению сепаратора и внутреннему КЗ.

Всякие шаманства типа «подтолкнуть аккумулятор» или «разблокировать контроллер» — это риск того, что у вас в руках, в кармане или в постели окажется огненный шар. Помните, что если контроллер аккумулятора заблокировался, это не потому что жадный до денег производитель хочет, чтобы вы купили новый. Это потому что производителю неохота оплачивать ущерб, нанесенный загоревшимися аккумуляторами.

Собрав зарядное устройство (неважно — как самостоятельное изделие или в составе какой-либо конструкции), нужно провести первый цикл заряда, подключив вместе с аккумулятором вольтметр и миллиамперметр, и убедившись, что оно работает корректно. Причем обратите внимание на точность измерений: максимально допустимое отклонение напряжения от номинальных 4,2 В не превышает 1,2%, а погрешность распространенных недорогих мультиметров разрядностью 3,5 цифр при измерении этого напряжения на пределе 20 В достигает 1%.

Собирая батарею из нескольких аккумуляторов, нужно подбирать максимально близкие (в пределах 1-3%) по емкости элементы при последовательном соединении, и по внутреннему сопротивлению — при параллельном. Перед соединением элементов параллельно нужно уравнять их по напряжению. Элементы для батареи должны быть строго из одной партии.

Нельзя ремонтировать батарею путем замены одного элемента на новый. Разбалансировка при этом практически гарантирована. А чем грозит разбалансировка, вы уже знаете (подсказка — пожаром и взрывом).

Плавкий предохранитель — это то, что должно быть в цепи любого литий-ионного аккумулятора.

И еще раз — будьте внимательны и осторожны.

Аккумуляторы Li-ion. Батареи литий-ионные для медицины по выгодным ценам

  1. Медремкомплект
  2. Каталог
  3. Запчасти и комплектующие
  4. Аккумуляторы

Товаров в группе: 46

  • Оборудование при COVID 19
  • Комплекты и наборы оборудования
  • Медоборудование
  • Расходные материалы
  • Рентгенозащита
  • Физиотерапия
  • Бактерицидные облучатели и рециркуляторы
  • Диагностическое оборудование
  • Дистилляторы и стерилизаторы
  • Запчасти и комплектующие
    • ТЭНы (трубчатые электронагреватели)
    • Физиотерапевтические щитки
    • Электротехника для медицины
    • Аккумуляторы
    • Запчасти для ИВЛ Draеger
    • Запчасти для физиотерапии
    • Запчасти для электрического термостата
    • Запчасти для дистилляторов
    • Запчасти для стерилизаторов
    • Манжеты для тонометров
    • Запчасти для тонометров
    • Запчасти для ЭКГ
    • Запчасти рентген
    • Технические термометры
    • Запчасти к ингаляторам
    • ЭКГ кабели пациента имп.
    • ЭКГ кабели пациента отеч.
    • Комплектующие к аккумуляторам
    • Прочие запчасти
  • Инструмент медицинский
  • Лабораторное оборудование
  • Лампы медицинские
  • Мебель медицинская
  • Медицинские манекены и тренажеры
  • Медицинские светильники
  • Реанимация, анестезия, ИВЛ
  • Стоматологическое и зуботехническое оборудование
  • Прочее
  • Уцененные товары
  • Медицинские карты

Все товары Аккумуляторы Li-ion (46) Аккумуляторы для ЭКГ (88) Никель-кадмиевые (NiCd) (59) Аккумуляторы для ИВЛ (16) Никель-металлогидридные (Ni-MH) (110) Аккумуляторные батареи МРК (173) Аккумуляторы для дефибрилляторов (37) Свинцово-кислотные (29) Остальные товары (16)

Все 25 50 100

Аккумулятор ICR18650 с ПЗ для THERMO SCIENTIFIC S1 Pipet Filler (МРК)

Li-ion; напряжение: 3.

7 В; емкость: 2600 мАч.

517.50 ₽

Аккумулятор ICR18650 с ПЗ для THERMO SCIENTIFIC S1 Pipet Filler (МРК)

Li-ion; напряжение: 3.7 В; емкость: 2600 мАч.

517.50 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 (МРК) c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-РД

Для ЭК12Т-01-РД с цветным экраном.
C платой защиты и датчиком.
Напряжение: 7,4 В.
Eмкость: 1600 мАч.

675.00 ₽

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 (МРК) c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-РД

Для ЭК12Т-01-РД с цветным экраном.
C платой защиты и датчиком.
Напряжение: 7,4 В.
Eмкость: 1600 мАч.

675.00 ₽

Добавить в заказ

Ремкомплект 2ICR18650 (МРК)

Для ЭКГ MAC400, MAC600.
Емкость 2200 мАч; напряжение 7,4 В.

848.00 ₽

Ремкомплект 2ICR18650 (МРК)

Для ЭКГ MAC400, MAC600.
Емкость 2200 мАч; напряжение 7,4 В.

848.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

C платой защиты, Li-Ion.
Напряжение 7,4 В, емкость 2200 мА/ч.

1 200.00 ₽

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

C платой защиты, Li-Ion.
Напряжение 7,4 В, емкость 2200 мА/ч.

1 200.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18500B с ПЗ (МРК)

Li-ion, для ECG-3010/1003
Напряжение: 14,8 В; емкость: 1550 мАч.

1 216.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18500B с ПЗ (МРК)

Li-ion, для ECG-3010/1003
Напряжение: 14,8 В; емкость: 1550 мАч.

1 216.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 2LP464461UN для ЭКГ ЭК1Т-1/3-07 Аксион (МРК)

С платой защиты.
напряжение: 7,4 В; емкость: 1300 мАч.

1 296.00 ₽

Батарея аккумуляторная 2LP464461UN для ЭКГ ЭК1Т-1/3-07 Аксион (МРК)

С платой защиты.
напряжение: 7,4 В; емкость: 1300 мАч.

1 296.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная для регистратора «Кардиотехника-07-3/12» (аналог) МРК

Li-ion; емкость: 1100 мАч; напряжение: 3,7 В.

1 360.00 ₽

Батарея аккумуляторная для регистратора «Кардиотехника-07-3/12» (аналог) МРК

Li-ion; емкость: 1100 мАч; напряжение: 3,7 В.

1 360.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

C платой защиты и датчиком, Li-Ion.
Напряжение: 7,4 В.
Емкость: 2200 мА/ч.

1 520.00 ₽

Батарея аккумуляторная 2ICR18650 c ПЗ и датчиком для ЭК12Т-01-«Р-Д» (МРК)

C платой защиты и датчиком, Li-Ion.
Напряжение: 7,4 В.
Емкость: 2200 мА/ч.

1 520.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4IFR18650 с ПЗ (МРК)

Li-ion; напряжение: 12 В; емкость: 1500 мАч.

1 536.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4IFR18650 с ПЗ (МРК)

Li-ion; напряжение: 12 В; емкость: 1500 мАч.

1 536.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 3ICR18650 для Bionet BM3, BM3 plus (МРК)

Li-ion; напряжение: 11,1 В; емкость 2600 мАч.

1 707.50 ₽

Батарея аккумуляторная 3ICR18650 для Bionet BM3, BM3 plus (МРК)

Li-ion; напряжение: 11,1 В; емкость 2600 мАч.

1 707.50 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 2INR 26650 c ПЗ для монитора МПР 6-03 Тритон (МРК)

Li-ion; напряженое 7,4 В; емкость 5000 мАч.

1 768.00 ₽

Батарея аккумуляторная 2INR 26650 c ПЗ для монитора МПР 6-03 Тритон (МРК)

Li-ion; напряженое 7,4 В; емкость 5000 мАч.

1 768.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 6ICR18500 для FUKUDA Cardimax 8222 (МРК)

напряжение: 11,1 В; емкость: 3200 мАч.

1 840.00 ₽

Батарея аккумуляторная 6ICR18500 для FUKUDA Cardimax 8222 (МРК)

напряжение: 11,1 В; емкость: 3200 мАч.

1 840.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 HYLB-952 для ЭКГ Sensitec ECG 1012 (МРК)

Для ЭКГ Sensitec ECG 1012.
Напряжение: 14,8 В.
Емкость: 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 HYLB-952 для ЭКГ Sensitec ECG 1012 (МРК)

Для ЭКГ Sensitec ECG 1012.
Напряжение: 14,8 В.
Емкость: 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ (МРК)

Для ЭКГ Dixion ECG-1001 и ECG-1003.
Напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ (МРК)

Для ЭКГ Dixion ECG-1001 и ECG-1003.
Напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для BIOCARE ECG-6010 (МРК)

Li-ion; напряжение 14,8 В; емкость 2600 мАч.

2 000.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для BIOCARE ECG-6010 (МРК)

Li-ion; напряжение 14,8 В; емкость 2600 мАч.

2 000.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для электрокардиографа ECG-903A

Li-Ion; напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для электрокардиографа ECG-903A

Li-Ion; напряжение 14,8 В; емкость 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650C с ПЗ (МРК)

Для Фетального монитора Mediana FM20.
Напряжение: 14,8 В; емкость: 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650C с ПЗ (МРК)

Для Фетального монитора Mediana FM20.
Напряжение: 14,8 В; емкость: 2200 мАч.

2 000.00 ₽

Добавить в заказ

Аккумуляторная батарея для ЭКГ Schiller Cardiovit AT102 +, MS-2007, MS-2010, MS-2015

Литий-ионный (Li-ion).
Напряжение: 7,4 В.
Емкость: 4200 мАч.

2 000.50 ₽

Аккумуляторная батарея для ЭКГ Schiller Cardiovit AT102 +, MS-2007, MS-2010, MS-2015

Литий-ионный (Li-ion).
Напряжение: 7,4 В.
Емкость: 4200 мАч.

2 000.50 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для ЭКГ BIOCARE ECG-1200/1210

Li-ion; емкость: 2600 мАч; напряжение: 14.8 В.

2 048.00 ₽

Батарея аккумуляторная 4ICR18650 с ПЗ для ЭКГ BIOCARE ECG-1200/1210

Li-ion; емкость: 2600 мАч; напряжение: 14. 8 В.

2 048.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 3,7В; 1800мАч (МРК) для холтеров КТ-07

Напряжение: 3,7 В.
Емкость: 1800 мАч.

2 087.00 ₽

Батарея аккумуляторная 3,7В; 1800мАч (МРК) для холтеров КТ-07

Напряжение: 3,7 В.
Емкость: 1800 мАч.

2 087.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 6ICR18650 к монитору пациента Митар 01 (МРК)

Li-ion; напряжение 22,2 В; емкость 2200 мАч.

2 176.00 ₽

Батарея аккумуляторная 6ICR18650 к монитору пациента Митар 01 (МРК)

Li-ion; напряжение 22,2 В; емкость 2200 мАч.

2 176.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 3JKN103450 (МРК) для BYZ-810

Напряжение: 11,1 В.
Емкость: 1800 мАч.

2 684.00 ₽

Батарея аккумуляторная 3JKN103450 (МРК) для BYZ-810

Напряжение: 11,1 В.
Емкость: 1800 мАч.

2 684.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 8ICR18650 с ПЗ для ЭКГ Medinova ECG-9812 (МРК)

Li-ion; напряжение: 14,4 В; емкость: 4400 мАч.

2 850.00 ₽

Батарея аккумуляторная 8ICR18650 с ПЗ для ЭКГ Medinova ECG-9812 (МРК)

Li-ion; напряжение: 14,4 В; емкость: 4400 мАч.

2 850.00 ₽

Добавить в заказ

Батарея аккумуляторная 8ICR18650C c ПЗ (МРК)

Li-ion; для монитора CADENCE Dixion.
Напряжение 14,8 В; емкость 4400 мАч.

3 332.50 ₽

Батарея аккумуляторная 8ICR18650C c ПЗ (МРК)

Li-ion; для монитора CADENCE Dixion.
Напряжение 14,8 В; емкость 4400 мАч.

3 332.50 ₽

Добавить в заказ

Аккумулятор для ЭКГ-аппарата MAC 800

Li-Ion; напряжение: 7,2 В; емкость: 4500 мАч.

25 903.00 ₽

Аккумулятор для ЭКГ-аппарата MAC 800

Li-Ion; напряжение: 7,2 В; емкость: 4500 мАч.

25 903.00 ₽

Добавить в заказ

Все 25 50 100

Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

Если вы не нашли интересующий товар – сделайте заявку

Литий-ионный аккумулятор Li-Ion, на сегодняшний день, следует назвать одним из основных источников питания, ввиду все более частого применения их в таких устройствах, как фото- и видеоаппаратура, бытовые приборы, телефоны, а также очень широкое применение получили и в приборах медицинского назначения:

  • дефибрилляторы;

  • ЭКГ-аппараты и др.

От выбора источника питания в таких аппаратах, может зависеть его работа в целом и жизнь пациента. Поэтому к ним предъявляются самые высокие требования:

Литий-ионная аккумуляторная батарея Li-Ion обладает гораздо лучшими техническими показателями, по отношению к никель-металлгидридным или никель-кадмиевым батаерям. Именно этим и объясняется вытеснение последних с современного рынка.

 

Тем не менее существует один немаловажный аспект, который необходимо учитывать: литий-ионные батареи не способны обеспечить высокими токами разряда, которые имеются в никель-кадмиевых.

Современные производители предлагают нам купить Li-Ion аккумуляторы, обладающие следующими техническими показателями:

  1. Энергетическая емкость — 100-180 Втч/кг; 250-400 Втч/л.

  2. Напряжение, V — 3,5-3,7.

  3. Эксплуатационные температуры, °С — от -20 до +60. Существуют и модели, способные к стабильной работе при температурных значениях в -40 °С.

  4. Число циклов заряда/разряда — от 500 до 1000.

  5. Процентное отношение саморазряда в течение первого месяца эксплуатации достигает показателей в 4-6%, в дальнейшем — от 10 до 20% за год.

Среди отрицательных качеств этих устройств — высокая чувствительность к зарядам и разрядам выше установленных норм. Этот показатель предусматривает обеспечение батарей ограничителями.

 

Безопасность эксплуатации обусловлена наличием встроенной защиты в устройства от коротких замыканий внутри контура (в некоторых моделях — и вне его).

 

Литий-ионные аккумуляторы 18650 Li-Ion — модель аккумулятора, наиболее распространенная. Обозначение 18650 означает типоразмер устройства, а именно, что значения:

В случае, если Вы приобрели литий-ионную батарею 18650 и у Вас отсутствует необходимость скорейшего использования устройства, то для обеспечения сохранности первоначальных показателей, необходимо:

  • выполнить заряд до показателей в 40-50%;

  • производить хранение при температуре ниже комнатной;

  • с периодичностью один раз за несколько месяцев, необходимо дозаряжать до указанных значений, предварительно прогрев устройство до комнатной температуры;

  • при использовании необходимо зарядить до 100%;

  • зарядку батареи недопустимо производить не оригинальным устройством!

Специальные условия сотрудничества

Физические лица

Ремонтные организации Медтехники, обслуживающие организации

Учебные и дошкольные учреждения Школы, вузы, детские сады

Профильные клиники и медцентры Онкоцентры, диагностические центры, косметология

Торговые организации Магазины, оптовые базы

Больницы и поликлиники МБУЗ, ГБУЗ, МУБ

Госучреждения с медкабинетом НИИ, военные части

Организации с медкабинетом Производство, фабрики, заводы

Казахстан, Киргизия, Белоруссия, Армения Юридические и физические лица

Литий-ионные аккумуляторы для погрузчиков

Напряжение: 12 V Напряжение: 16Ah Напряжение: 24 V Напряжение: 2V Напряжение: 36V Напряжение: 4-96V Напряжение: 48 V Напряжение: 6V Напряжение: 72 V Напряжение: 80 V Тип: AGM Тип: Carbon Тип: Гелевая Тип: Литий-ионная Тип: Свинцово-кислотная Тип: аналоговое 50ГЦ Тип: высокочастотное 100 ГЦ Емкость: 5 Емкость: 1000Ah Емкость: 100Ah Емкость: 105Ah Емкость: 110Ah Емкость: 113Ah Емкость: 115Ah Емкость: 120Ah Емкость: 122Ah Емкость: 123Ah Габариты: 1006х521х650 мм Габариты: 1006х620х650 мм Габариты: 1025x708x782 мм Габариты: 1025х564х784 мм Габариты: 1025х852х784 мм Габариты: 1025х996х784 мм Габариты: 1027х526х627 мм Габариты: 1030х435х627 мм Габариты: 1030х465х627 мм Габариты: 1030х500х802 мм Модель: BT(TOYOTA) Модель: CATERPILLAR Модель: COMBILIFT Модель: DALIAN Модель: DOOSAN Модель: HANGCHA Модель: HELI Модель: Haulotte Модель: JAC Модель: Jungheinrich

Литий-Ионные АКБ в погрузчиках и складской технике используются в России боле 8 лет. Первыми их ставили  в Российские и Болгарские ПТО. Одними их тех, кто начал продвигать эту технологию в РФ ,были и наши специалисты.

Литий-ионные аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES имеют много преимуществ по сравнению со свинцо-кислотными и гелевыми батареями, набирая все большую популярность в таких сегментах, как:

  • Клининговая техника
  • Аккумулятор для ИБП (Источника Бесперебойного Питания)
  • Накопитель для солнечных электростанций и ветрогенераторов
  • Источник бортового питания для яхт, катеров, прочих водо-моторных судов
  • Источник питания для авто-дома, трейлера, автономного отопителя и т.д.

Аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES помогут в несколько раз увеличить ресурс полезного использования клининговой техники, поломоечных машин, бытовых пылесосов и т. д. Литий-ионный аккумулятор прослужит в 3-5 раз дольше, чем гелевый, за счет ресурса 3000-5000 циклов, возможности дробного заряда в течение дня, отсутствия необходимости в регулярном техническом обслуживании. Не требуется квалифицированный персонал, чтобы следить за правильным зарядом батареи. Постановка на заряд производится одним движением, допустить ошибку не представляется возможным, а полностью автоматизированное зарядное устройство самостоятельно отключится по достижению полного заряда. Прервать заряд можно в любой момент и это не повлечет снижения ресурса батареи.

Сравнение GEL, AGM батарей с технологией LI-ION

GEL, AGM

DELTA LI-ION SERIES

Не требует обслуживания

Не требует обслуживания

Взрывоопасные выделения — есть, но не значительные

Взрывоопасные выделения — полностью отсутствуют

Полезная емкость 60-80%

Полезная емкость 100%

Время полного заряда 6-10 часов

Время полного заряда 2 часа

Срок службы 500-700 циклов

Срок службы 3000-5000 циклов

Промежуточные заряды и глубокие разряды снижают срок службы

Промежуточные заряды и глубокие разряды не влияют на срок службы

КПД 80%

КПД > 96%

 

Удобство в использовании

Среди важных преимуществ стоит отметить удобство в использовании. Чтобы не пропустить момент полного разряда, мы оснастили устройство дополнительным выносным индикатором заряда. Постановка на зарядку одним движением позволяет восполнять емкость батареи в любом месте. Для этого не нужна специально оборудованная зарядная комната, инструменты или прочее оборудование.

Высокая эффективностью сочетается с экономией в обслуживании и простотой в эксплуатации.

Безопасность и экологичность

Аккумуляторы DELTA LI-ION SERIES – полностью экологичны и не выделяют токсичных веществ во время заряда и эксплуатации. Батареи можно применят в местах массового скопления людей, в продуктовых магазинах и на продовольственных складах.

Тяговая Li-ion батарея DELTA может эксплуатироваться:

  • в торговых центрах и магазинах;
  • в офисах;
  • в производственных помещениях;
  • на складах.
  • Все литий ионные аккумуляторы DELTA балластируются до веса штатного свинцово кислотного аккумулятора

Защита 

  • Автоматическое отключение питания техники при соединении зарядного устройства
  • Полное отсутствие обслуживания 
  • Защита от:
  1. Высокого напряжения
  2. Низкого напряжения
  3. Превышения по току
  4. Перегрева
  5. Переохлаждения

 

Продажа DELTALIIONSERIES по выгодным ценам

Доступная стоимость обусловлена тем, что батарея выпускается серийно и себестоимость максимально оптимизирована. На аккумуляторы распространяется официальная гарантия, которая действует на протяжении трех лет.

Мы используем только проверенные элементы LiFePO4 в металлическом корпусе, это лучшие элементы на сегодняшний день, они применяются даже в гражданской авиации.

Если у Вас остались вопросы, необходима квалифицированная помощь в подборе аккумулятора, обращайтесь к нашим специалистам. Консультации проводятся в индивидуальном порядке как по телефону, так и посредством формы обратной связи на сайте.

За счет разницы в технологиях (см. эффект Пейкерта*), ёмкость приобретаемой литий-ионной батареи LiFePO4 нужно рассчитывать с учетом понижающего коэффициента в 1,6 раза по сравнению со свинцово-кислотными батареями (включая AGM и GEL). При смене АКБ со свинцово-кислотной ёмкостью 500 Ah на LiFePO4, можно использовать батарею ёмкостью – 315Ah.

Литий-ионные аккумуляторы Jungheinrich

Эффективные, долговечные, не требуют обслуживания

Jungheinrich — новатор в области литий-ионных технологий, более десяти лет интенсивно работающий над их усовершенствованием, чтобы Ваш склад работал еще эффективнее.

Как ведущий системный интегратор в сфере внутрипроизводственной логистики, осуществляющий собственные исследования, разработки и производство, мы можем предложить идеально согласованную единую систему, состоящую из аккумуляторной батареи, зарядного устройства, складской техники и поддержки.

Литий-ионные аккумуляторы привлекают множеством достоинств

  • Прекрасные характеристики, обеспечивающие максимальную производительность и эффективность работы склада.
  • Работа в режиме 24/7 благодаря быстрой зарядке и отсутствию потребности в обслуживании.
  • Длительный срок службы при постоянной мощности.

8 лет гарантии и никаких компромиссов.

Li-ion Guarantee Plus — 8 лет гарантии на высокую производительность литий-ионных батарей производства Jungheinrich.

Ваши преимущества

Мощность и производительность

  • Высокая мощность поддерживается даже при неполном заряде аккумулятора, поскольку литий-ионные батареи обладают более стабильной характеристикой напряжения, чем свинцово-кислотные.
  • Экономия энергии и снижение выброса CO2 благодаря общему увеличению КПД при использовании литий-ионных аккумуляторов, которое по сравнению со свинцово-кислотными батареями может достигать 20 %.
  • Эффективная рекуперация энергии (при торможении).

Высокая эксплуатационная готовность

  • Технологии ускоренного и промежуточного заряда в перерывах и во время спонтанных пауз гарантируют непрерывную готовность техники в режиме 24/7, что повышает гибкость ежедневных складских операций.
  • Промежуточный заряд длительностью всего 30 минут обеспечит батарее на 24 В заряд в 50 % емкости. Полная зарядка батареи занимает 80 минут.

Типичная характеристика заряда и разряда литий-ионной батареи

Отсутствие потребности в обслуживании

Литий-ионные аккумуляторные батареи не требуют обслуживания и не выделяют вредных газов. Поэтому не возникает расходов на уход, техническое обслуживание и инфраструктуру.

  • Не требуется долива воды.
  • Не нужны специальные помещения для зарядки с системой вентиляции.
  • Исключены риски и неприятные запахи от выделения газов или кислот.
  • Не требуется время и персонал для замены аккумуляторов.

Длительный срок службы

  • Литий-ионные батареи работают в три раза дольше, чем традиционные аккумуляторы.
  • Производительность не снижается на протяжении жизненного цикла батареи.

Общая система из одних рук

Jungheinrich предлагает целостную общую систему: подъемно-транспортное средство, батарею, зарядное устройство и поддержку — все из одних рук.

Мы самостоятельно разрабатываем и производим литий-ионные аккумуляторные батареи, зарядные устройства и складскую технику, обеспечивая их идеальную совместимость и оптимальную коммуникацию. И все это с одной целью: максимально повысить эффективность, безопасность и комфорт при одновременном сведении до минимума расходы энергии и затраты.

Безопасность

Согласно международному транспортному праву литий-ионные аккумуляторные батареи признаны опасным грузом. Поэтому для нас особенно важны следующие пункты:

  • Jungheinrich применяет наиболее безопасные на сегодняшний день литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO). Они не ядовиты и экологически безопасны.
  • Все наши батареи прошли испытания на безопасность при транспортировке согласно рекомендациям ООН.
  • Безопасность эксплуатации обеспечивается самостоятельно разработанной нами системой управления батареей.
  • Благодаря закрытому исполнению (IP54) аккумуляторная батарея не чувствительна к внешним воздействиям.
  • Перевозка и утилизация литий-ионных аккумуляторов осуществляются нашими специалистами сервиса.

Техника готова к работе

Практически вся наша электрическая техника подготовлена к переходу на литий-ионные технологии.

Тележки для транспортировки паллет

Модель

Тип батареи 24 В

EJE 112i 

40 Aч

EJE

110/240/360 Ач

ERE

240/360 Ач

ESE

240/360 Ач

ПОДРОБНО

Штабелеры

Модель

Тип батареи 24 В

EJC

110/240/360 Ач

ESC

240/360 Ач

EMD 115i

40 Aч

EMD

110 Aч

EJD

110/240/360 Ач

ERD

240/360 Ач

ESD

240/360 Ач

ERC

240/360 Ач

ПОДРОБНО

Горизонтальные комплектовщики

Модель

Тип батареи 24 В

ECE

240/360 Ач

ECD

240/360 Ач

ПОДРОБНО

Вертикальный комплектовщик заказов

Модель

Тип батареи 24 В

EKS

240/360 Ач

Модель

Тип батареи 48 В

EKS

360/480 Ач

ПОДРОБНО

Тягач

Модель

Тип батареи 24 В

EZS

240/360 Ач

Модель

Тип батареи 48 В

EZS

360/480 Ач

Модель

Тип батареи 80 В

EZS

500 Aч

ПОДРОБНО

Ричтраки

Модель

Тип батареи 48 В

ETV

360/480 Ач

ПОДРОБНО

Погрузчики с противовесом

Модель

Тип батареи 48 В

EFG

360/480 Ач

Модель

Тип батареи 80 В

EFG

500 Aч

ПОДРОБНО

Высотные штабелеры

Модель

Тип батареи 48 В

EKX

360/480 Ач*

Модель

Тип батареи 80 В

EKX

500 Aч

ETX

500 Aч

*EKX 410 и EKX 412 доступны только с батареей 480 Ач

Подробно


Советы и рекомендации 

Эксплуатация батареи

Аккумуляторная батарея предназначена для эксплуатации при температуре ячеек от -10 °C/-20 °C* до 55 °C. При других температурах батарея и, таким образом, подъемно-погрузочная техника автоматически отключаются.

Зарядка батареи

Процесс зарядки

Функция комфортной зарядки литий-ионных батарей делает зарядку более простой и удобной. Больше не нужно открывать крышку или дверцу аккумуляторного отсека. Поэтому промежуточная зарядка возможна в любое время.

Стратегия зарядки

Максимальная гибкость благодаря продуманной концепции заряда. Не требуется классическая связь «1 к 1» (батареи и зарядного устройства). Любую АКБ можно заряжать с помощью любого зарядного устройства соответствующего напряжения. 

Оптимизация срока службы батареи

Лучше всего использовать аккумуляторную батарею при среднем уровне заряда. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, последовательная промежуточная зарядка повышает срок службы батарей.

Полная зарядка

Батарею необходимо полностью заряжать не реже одного раза в месяц.


*В зависимости от типа батареи.


Технические данные

Скачать технические данные аккумуляторной батареи 24 В pdf (198.3 KB)

Скачать технические данные аккумуляторной батареи 48 В pdf (186.3 KB)

Скачать технические данные аккумуляторной батареи 80 В pdf (173.6 KB)

Взорвался (загорелся) телефон (гаджет): причины и что делать

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы внешне напоминают привычные пальчиковые батарейки, однако имеют огромное преимущество над ними в силе тока и емкости. Им нашлось применение в современных как бытовых приборах, так и в технике: от смартфонов до электромобилей.

Сотовый телефон. Почему они загораются и взрываются?

Следует помнить, что как и любая другая батарейка, литий-ионный аккумулятор несет в себе некоторые риски. Несмотря на то, что такая батарейка имеет относительно небольшой размер, последствия ее взрыва могут быть весьма печальными. Неправильная эксплуатация и утилизация могут стать причиной ожога, отравления и загрязнения окружающей среды.

Но, пожалуй, самое страшное, что может случиться в квартире – это пожар. А значит, каждый обязан быть в курсе того, что делать, если причиной возгорания стал литий-ионный аккумулятор.

Прежде всего следует отметить, что возгорание аккумулятора этого типа – крайне редкое дело. Он скорее вздуется, и из него вытечет электролит, но тем не менее в новостях каждый год описывают случаи взрыва аккумуляторов у смартфонов и прочих гаджетов.

Причины взрыва

Для того чтобы понять отчего происходит самовозгорание литий-ионных аккумуляторов, стоит вспомнить школьный курс физики и химии. Причина кроется в коротком замыкании между катодом и анодом, при котором повышается сила тока, явление разогревает элемент питания. Когда температура нагрева находится в пределах 70-90° С расплавленный литий вступает в реакцию с электролитом.

Выделяются взрывоопасные вещества, но без кислорода взрыва не возникает. Верным решением в описанной ситуации станет-разлом корпуса. Так или иначе, возгорание все равно случится, но в данном случае это будет именно горение, а не взрыв. Предположим, что аккумулятор крепкий. В скором времени температура повысится до 200 °С, а материал катода начнет разлагаться с выделением кислорода. Ускорит процесс термическое разложение электролита.

Теперь самое время вспомнить, что присутствие углеводородов, окислителя в виде кислорода и высокая температурная отметка – идеальное сочетание для взрыва.

В дальнейшем стоит ожидать, что взрывной волной будет сорвана крышка батарейного отсека либо пострадает девайс целиком. Второй вариант несет в себя серьезную опасность для пользователя устройства. Не исключено что, нагрев аккумулятора достигнет температуры 660-900 °С. Явление станет свидетельством реакции электролита и графита, расплавится алюминиевый токоприёмник.

Короткое замыкание, как правило, становится следствием физического воздействия на батарею. Если при ударе анод и катод соприкоснутся, подобный исход запустит необратимую реакцию.

Еще одной причиной самовозгорания может стать банальный перегрев, вызванный эксплуатацией неподходящего зарядного устройства или длительного пребывания электроприбора под солнцем. Из-за воздействия высокой температуры АКБ распирает, скорость химических реакций значительно возрастает.

Старение аккумулятора тоже увеличивает риск возгорания смартфона, планшета и гироскутера.

Чаще всего взрываются батарейки, чей срок службы давно истек. По прошествии 4-5 лет корпус и внутренности батарейки претерпевают изменения вследствие действия электролита, и потому аккумулятор становится крайне уязвим к перепаду температур, вибрации, короткому замыканию и механическим повреждениям. Из-за замыкания химические вещества, содержащиеся внутри аккумулятора, вступают в реакцию и образуют газы. Он начинает греться и вздувается.

Разумеется, аккумулятор обладает защитой: это специальный клапан, который открывается под определенным давлением и позволяет газам выйти наружу. Но иногда скорость реакции внутри настолько велика, что происходит настоящий взрыв батарейки, при котором вы видим потоки искр. Так воспламеняются газы при контакте с кислородом из атмосферы.

Почему взрываются

DOE объясняет.

..Батареи | Министерство энергетики

Офис Наука

Аккумуляторы и аналогичные устройства принимают, хранят и отдают электроэнергию по требованию. Батареи используют химию в форме химического потенциала для хранения энергии, как и многие другие повседневные источники энергии. Например, бревна хранят энергию в своих химических связях до тех пор, пока горение не преобразует энергию в тепло. Бензин накапливает химическую потенциальную энергию до тех пор, пока она не преобразуется в механическую энергию в двигателе автомобиля. Точно так же, чтобы батареи работали, электричество должно быть преобразовано в форму химического потенциала, прежде чем его можно будет легко хранить. Батареи состоят из двух электрических выводов, называемых катодом и анодом, разделенных химическим материалом, называемым электролитом. Для приема и высвобождения энергии батарея подключается к внешней цепи. Электроны движутся по цепи, в то время как ионы (атомы или молекулы с электрическим зарядом) движутся по электролиту. В перезаряжаемой батарее электроны и ионы могут двигаться в любом направлении по цепи и электролиту. Когда электроны движутся от катода к аноду, они увеличивают химическую потенциальную энергию, тем самым заряжая батарею; когда они движутся в другом направлении, они преобразуют эту химическую потенциальную энергию в электричество в цепи и разряжают батарею. Во время зарядки или разрядки противоположно заряженные ионы перемещаются внутри батареи через электролит, чтобы сбалансировать заряд электронов, движущихся по внешней цепи, и создать устойчивую перезаряжаемую систему. После зарядки батарею можно отключить от цепи, чтобы сохранить химическую потенциальную энергию для последующего использования в качестве электричества.

Батарейки были изобретены в 1800 году, но химические процессы в них сложны. Ученые используют новые инструменты, чтобы лучше понять электрические и химические процессы в батареях, чтобы создать новое поколение высокоэффективных накопителей электроэнергии. Например, они разрабатывают улучшенные материалы для анодов, катодов и электролитов в батареях. Ученые изучают процессы в перезаряжаемых батареях, потому что они не полностью меняются местами при зарядке и разрядке батареи. Со временем отсутствие полного реверсирования может изменить химический состав и структуру материалов батареи, что может снизить производительность и безопасность батареи.

Управление науки и хранения электроэнергии Министерства энергетики США

Исследования, проведенные при поддержке Управления науки Министерства энергетики США и Управления фундаментальных наук об энергетике (BES), привели к значительным улучшениям в области накопления электроэнергии. Но мы все еще далеки от комплексных решений для хранения энергии следующего поколения с использованием совершенно новых материалов, которые могут значительно увеличить количество энергии, которое может хранить батарея. Это хранилище имеет решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии в наше электроснабжение. Поскольку совершенствование аккумуляторных технологий необходимо для широкого использования подключаемых к сети электромобилей, хранение также является ключом к снижению нашей зависимости от нефти в качестве транспорта.

BES поддерживает исследования отдельных ученых и междисциплинарных центров. Крупнейшим центром является Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR), центр инноваций в области энергетики Министерства энергетики. Этот центр изучает электрохимические материалы и явления на атомном и молекулярном уровне и использует компьютеры для разработки новых материалов. Это новое знание позволит ученым разработать более безопасное хранилище энергии, которое прослужит дольше, быстрее заряжается и имеет большую емкость. По мере того, как ученые, поддерживаемые программой BES, добиваются новых успехов в науке об аккумуляторах, эти достижения используются прикладными исследователями и промышленностью для улучшения приложений в области транспорта, электросетей, связи и безопасности.

Хранение электроэнергии Факты

  • Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена совместно Джону Б. Гуденафу, М. Стэнли Уиттингему и Акире Йошино «за разработку литий-ионных аккумуляторов».
  • Электролитный геном в JCESR создал вычислительную базу данных с более чем 26 000 молекул, которые можно использовать для расчета основных свойств электролита для новых усовершенствованных аккумуляторов.

Ресурсы и соответствующие термины

  • Потребности в фундаментальных исследованиях для хранения электроэнергии следующего поколения
  • Проект материалов
  • и геном электролита
  • Скрытая архитектура накопителя энергии
  • Заглядывая в аккумуляторы: рентгеновские лучи раскрывают тайны литий-ионных аккумуляторов
  • Активизация разработки литий-ионных аккумуляторов
  • Научное открытие: двоюродный брат поваренной соли может сделать накопление энергии более быстрым и безопасным

 

Научные термины могут сбивать с толку. Объяснения DOE предлагают простые объяснения ключевых слов и понятий в фундаментальной науке. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, помогая Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

Является ли литий-ионный аккумулятор идеальной батареей?

В течение многих лет никель-кадмиевые батареи были единственными подходящими батареями для портативного оборудования, от беспроводной связи до мобильных компьютеров. В начале 1990-х появились никель-металлогидридные и литий-ионные аккумуляторы, которые боролись нос к носу за признание потребителей. Сегодня литий-ионный аккумулятор является самым быстрорастущим и многообещающим химическим элементом.

Литий-ионный аккумулятор

Пионерские работы с литиевой батареей начались в 1912 г. под руководством Г.Н. Льюис, но только в начале 1970-х годов в продажу поступили первые неперезаряжаемые литиевые батареи. литий — самый легкий из всех металлов, обладает самым большим электрохимическим потенциалом и обеспечивает наибольшую плотность энергии по весу.

Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи не увенчались успехом из-за проблем с безопасностью. Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переместились на неметаллическую литиевую батарею с использованием ионов лития. Хотя плотность энергии немного ниже, чем у металлического лития, литий-ион безопасен при условии соблюдения определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 19В 91 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.

Плотность энергии литий-иона обычно в два раза больше, чем у стандартного никель-кадмия. Существует потенциал для более высокой плотности энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хороши и ведут себя аналогично никель-кадмиевым аккумуляторам с точки зрения разрядки. Высокое напряжение элемента 3,6 вольта позволяет создавать аккумуляторные блоки только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной ячейке. Для батареи на основе никеля потребуются три 1,2-вольтовых элемента, соединенных последовательно.

Литий-ионная батарея не требует особого ухода, преимущество, на которое не может претендовать большинство других химических элементов. Память отсутствует, и циклы по расписанию не требуются для продления срока службы батареи. Кроме того, саморазряд в два раза меньше, чем у никель-кадмиевых, что делает литий-ион хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. литий-ионные аккумуляторы не причиняют особого вреда при утилизации.

Несмотря на общие преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная в каждую батарею схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждого элемента во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения элемента при разряде. Кроме того, температура ячейки контролируется для предотвращения экстремальных температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве аккумуляторов ограничен от 1C до 2C. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического лития из-за перезарядки практически исключена.

Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители хранят молчание по этому поводу. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется батарея или нет. Аккумулятор часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также имеют возрастные дегенеративные эффекты. Это особенно актуально для никель-металлогидридных сплавов, если они подвергаются воздействию высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные аккумуляторы в некоторых приложениях служат по пять лет.

Производители постоянно совершенствуют литий-ионные. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того. При таком быстром прогрессе трудно оценить, насколько хорошо будет стареть обновленная батарея.

Хранение в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических веществ). Производители рекомендуют температуру хранения 15°C (59°F). Кроме того, во время хранения аккумулятор должен быть частично заряжен. Производитель рекомендует зарядку 40%.

Наиболее экономичным литий-ионным аккумулятором с точки зрения соотношения стоимости и энергии является цилиндрический 18650 (размер 18 мм x 65,2 мм). Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих сверхтонкой геометрии. Если требуется тонкий аккумулятор, лучшим выбором будет призматический литий-ионный элемент. Эти ячейки имеют более высокую стоимость с точки зрения накопленной энергии.

Преимущества


  • Высокая плотность энергии — возможность еще большей производительности.
  • Новый не нуждается в длительном грунтовании. Достаточно одной обычной зарядки.
  • Относительно низкий саморазряд — саморазряд менее чем вдвое меньше, чем у аккумуляторов на основе никеля.
  • Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; памяти нет.
  • Специализированные элементы
  • могут обеспечить очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

Ограничения

  • Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
  • Подвержен старению, даже если не используется — хранение в прохладном месте при заряде 40% снижает эффект старения.
  • Ограничения на транспортировку — отгрузка больших количеств может подлежать регулирующему контролю. Это ограничение не распространяется на аккумуляторы ручной клади.
  • Дорого в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевый.
  • Не полностью созрел — металлы и химические вещества постоянно меняются.

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор отличается от обычных аккумуляторов типом используемого электролита. В оригинальной конструкции, относящейся к 1970-м годам, используется сухой твердый полимерный электролит. Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера обеспечивает упрощение изготовления, прочность, безопасность и геометрию тонкого профиля. Толщина ячейки составляет всего один миллиметр (0,039 дюйма), поэтому конструкторы оборудования предоставлены своему собственному воображению с точки зрения формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость. Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить импульсы тока, необходимые для питания современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагрев элемента до 60°C (140°F) и выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных устройств.

Для компромисса было добавлено немного гелеобразного электролита. В коммерческих элементах используется разделительная/электролитная мембрана, изготовленная из того же традиционного пористого полиэтиленового или полипропиленового сепаратора, наполненного полимером, который превращается в гель при заполнении жидким электролитом. Таким образом, коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.

Литий-ионные полимеры не завоевали популярность так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Его превосходство над другими системами и низкие производственные затраты не были реализованы. Никаких улучшений в приросте емкости не достигается — фактически емкость чуть меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. Литий-ионный полимер находит свою рыночную нишу в пластинчато-тонких геометриях, таких как батареи для кредитных карт и других подобных приложений.

Преимущества

  • Очень низкий профиль — возможны батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
  • Гибкий форм-фактор — производители не привязаны к стандартным форматам ячеек. При больших объемах любой разумный размер может быть произведен экономично.
  • Легкий вес — гелеобразные электролиты упрощают упаковку за счет исключения металлической оболочки.
  • Повышенная безопасность — более устойчивы к перезарядке; меньше вероятность утечки электролита.

Ограничения

  • Меньшая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионными.
  • Дорого в производстве.
  • Нет стандартных размеров. Большинство элементов производятся для больших объемов потребительских рынков.
  • Более высокое соотношение стоимости и энергии, чем у литий-ионных

Ограничения по содержанию лития при авиаперелетах

Авиапассажиры задают вопрос: «Сколько лития в батарее мне разрешено брать с собой на борт?» Мы различаем два типа батарей: литий-металлические и литий-ионные.
Большинство литий-металлических батарей не подлежат перезарядке и используются в пленочных камерах. Литий-ионные аккумуляторы являются перезаряжаемыми и питают ноутбуки, сотовые телефоны и видеокамеры. Оба типа батарей, включая запасные части, разрешены в качестве ручной клади, но их содержание лития не должно превышать следующего:

  • 2 грамма для литий-металлических батарей или батарей из литиевого сплава
  • 8 грамм для литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные батареи весом более 8 граммов, но не более 25 граммов, могут перевозиться в ручной клади при наличии индивидуальной защиты от короткого замыкания и не более двух запасных батарей на человека.

Как узнать содержание лития в литий-ионном аккумуляторе? С теоретической точки зрения в типичной литий-ионной батарее нет металлического лития. Однако необходимо учитывать эквивалентное содержание лития. Для литий-ионного элемента это рассчитывается как 0,3-кратная номинальная емкость (в ампер-часах).

Пример: Литий-ионный аккумулятор емкостью 2 Ач 18650 содержит 0,6 грамма лития. Для типичной батареи ноутбука емкостью 60 Втч с 8 ячейками (4 последовательно и 2 параллельно) это составляет 4,8 г. Чтобы не превысить 8-граммовый предел ООН, самая большая батарея, которую вы можете взять с собой, составляет 9 граммов.6 Втч. Этот пакет может включать элементы 2,2 Ач в конфигурации из 12 элементов (4s3p). Если бы вместо этого использовалась ячейка 2,4 Ач, то блок необходимо было бы ограничить 9 ячейками (3s3p).

Ограничения на отгрузку литий-ионных аккумуляторов

  • Любой, кто перевозит литий-ионные аккумуляторы оптом, несет ответственность за соблюдение правил перевозки. Это касается внутренних и международных перевозок наземным, морским и воздушным транспортом.
  • Литий-ионные элементы, в которых эквивалентное содержание лития превышает 1,5 грамма или 8 граммов на батарейный блок, должны перевозиться как «Класс 9».разные опасные материалы». Емкость элемента и количество элементов в упаковке определяют содержание лития.
  • Исключение составляют упаковки, содержащие менее 8 граммов лития. Однако, если отправление содержит более 24 литиевых элементов или 12 литий-ионных батарей, потребуется специальная маркировка и отгрузочные документы. На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи.
  • Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, подробно изложенными в ООН 309.0 независимо от содержания лития (Руководство ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3). Эта мера предосторожности защищает от поставки неисправных аккумуляторов.
  • Элементы и батареи должны быть разделены во избежание короткого замыкания и упакованы в сейфовые коробки.

8 вещей, которые нельзя делать с литий-ионными батареями

Литий-ионные (Li-ion) батареи стали необходимым источником энергии для всех видов промышленности. Независимо от того, питают ли они ваши дроны, промышленных роботов или электромобили, литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными на наших технически подкованных рабочих местах. Популярность этих аккумуляторов в первую очередь обусловлена ​​длительным сроком службы, исключительным временем работы и возможностью быстрой зарядки этих продуктов с высокой плотностью энергии.

Однако есть определенные вещи, которых вам следует избегать, если вы хотите сохранить безопасность и эффективность вашей перезаряжаемой батареи. Как вы, возможно, уже знаете, литий-ионные аккумуляторы могут представлять ряд рисков на рабочем месте, если они подвергаются воздействию сильной жары, влажности, перезарядке или повреждениям от ударов. Поэтому, чтобы помочь вам ухаживать за элементами литий-ионных аккумуляторов, мы составили список из 8 вещей, которые не следует делать с аккумуляторами, — от оставления элементов на солнце до игнорирования времени зарядки аккумулятора.

Если вы хотите узнать больше о безопасности литий-ионных аккумуляторов, продолжайте читать, чтобы узнать, что , а не делать на рабочем месте.

Не # 1. Оставлять батареи на солнце

Литий-ионные батареи нельзя хранить, эксплуатировать или заряжать в жарких условиях. Рекомендуется, чтобы идеальная температура для литий-ионных аккумуляторов составляла прохладную комфортную температуру 15°C.

Повышенная температура окружающей среды может вызвать тепловой разгон в батареях, когда тепло, выделяемое внутри элемента, превышает тепло, рассеиваемое батареей. Тепловой разгон не только разрушит вашу литий-ионную батарею, но и повысит риск возгорания или взрыва.

Чтобы избежать этой проблемы в вашей организации, убедитесь, что ваш персонал обучен безопасному обращению, зарядке и хранению ваших литий-ионных аккумуляторов. Это включает в себя обеспечение того, чтобы ваши батареи всегда хранились при умеренных температурах — без влажности. Это означает, что их нельзя оставлять лежать на открытом воздухе или под прямыми солнечными лучами.

Не # 2. Используйте старые батареи

Когда вы в последний раз проверяли свои литий-ионные батареи? Как и в случае с любым другим оборудованием на рабочем месте, важно следить за состоянием ваших аккумуляторов, чтобы убедиться, что вы не заряжаете устаревший аккумуляторный элемент.

Если срок службы ваших литий-ионных аккумуляторов подходит к концу, они могут представлять опасность для вашего рабочего места. Хотя этот тип батарей известен тем, что обеспечивает более длительный срок службы, чем другие батареи (например, свинцово-кислотные), у них есть ограничение на количество циклов зарядки и разрядки, которые они могут безопасно выполнять. Если ваши аккумуляторы активно использовались, вам следует внедрить систему проверки и утилизации, чтобы вывести старые аккумуляторы из повседневного использования.

Старые батареи более подвержены износу и повреждениям, что может привести к таким проблемам, как перегрев и возгорание батареи.

Возгорание литий-ионных аккумуляторов очень сильное, быстро горит и его очень трудно потушить.

В связи с увеличением распространенности этого типа аккумуляторов как на рабочем месте, так и дома, в Австралии существует множество вариантов экологически чистой утилизации. Обратитесь в местную организацию по переработке, чтобы узнать, как лучше всего утилизировать отслужившие свой срок литий-ионные аккумуляторы.

Выбрав переработку, вы не только сократите количество отходов на свалках, но и обеспечите безопасность своего рабочего места за счет списания старых аккумуляторов.

Не # 3. Храните батареи в течение длительного времени

Литий-ионные аккумуляторы предназначены для регулярной зарядки и разрядки. Производители обычно рекомендуют не оставлять аккумуляторы без использования в течение длительного периода времени. Если ваши магазины не использовались в течение примерно 6 месяцев, обязательно, чтобы ваши сотрудники осмотрели и проверили батареи, прежде чем они снова будут введены в эксплуатацию. Перед тем, как решить, следует ли утилизировать аккумулятор или перезарядить его, рекомендуется проверить состояние заряда аккумулятора.

Литий-ионные аккумуляторы известны своим долгим сроком службы, который может составлять около 3 лет или до 500 циклов зарядки. Однако, как и у любой батареи, их эксплуатационная емкость конечна, и они будут становиться менее эффективными (или полностью непригодными для использования) в течение длительных периодов времени.

Чтобы продлить срок службы и эффективность вашей батареи, запланируйте плановые проверки, чтобы увидеть состояние заряда и создать регулярный цикл зарядки и разрядки. Это поможет поддерживать аккумулятор в хорошем рабочем состоянии и работать на оптимальном уровне.

Не # 4. Не обращайте внимания на вздувшиеся элементы

Вы когда-нибудь были достаточно несчастливы, чтобы заметить вздувшийся литий-ионный аккумулятор? Это определенно не проблема, которую вы хотите замести под ковер.

Будь то вздувшаяся батарея в вашем iPhone или вздувшаяся ячейка вашего электроинструмента, это не неисправность, которую следует игнорировать. Вздувшиеся батареи являются признаком того, что с вашим мобильным телефоном что-то не так.

Вздувшиеся литий-ионные аккумуляторы являются признаком того, что аккумулятор может протечь или взорваться.

В результате ряда проблем литий-ионный аккумулятор может вздуться или расколоться.

Сюда могут входить:

  • Воздействие высоких температур
  • Повреждение аккумулятора при ударе
  • Глубокая разрядка
  • Производственный брак

В связи с этим повреждением или дефектом внутри аккумуляторной батареи повышается давление. Затем это давление вызывает вздутие батареи, что часто приводит к неожиданным инцидентам, таким как пожар и взрыв.

Из-за этого риска следует принять немедленные меры, если сотрудники заметят вздувшуюся батарею. Обратитесь в службу утилизации аккумуляторов за советом о том, как безопасно утилизировать вздувшийся аккумулятор. В некоторых случаях вы можете безопасно извлечь разряженную вздутую ячейку из вашего устройства или оборудования и поместить ее в прохладный сухой контейнер, готовый к утилизации. Тем не менее, мы рекомендуем проконсультироваться со специалистом, прежде чем пытаться извлечь литий-ионный аккумулятор.

В любом случае сотрудники, пытающиеся работать с вздувшимися батареями, всегда должны проявлять большую осторожность. Случайный прокол или удар может привести к разрыву аккумулятора, что может привести к травмам людей и повреждению имущества.

Хотите узнать больше о безопасности аккумуляторов?

Получите доступ к бесплатной электронной книге

Не делайте # 5. Используйте неподходящие зарядные устройства

Вы, наверное, слышали все это раньше, но убедитесь, что вы используете зарядное устройство, подходящее для литий-ионного аккумулятора, который ты перезаряжаешься. Обратитесь к инструкциям производителя батареи, чтобы выбрать зарядное устройство, которое лучше всего подходит для вашей конкретной батареи.

Хотя импортные модели могут показаться более доступными, они могут не соответствовать национальным нормам безопасности. Поэтому обязательно ищите качественное зарядное устройство со встроенной защитой от перезаряда.

Вам также следует регулярно осматривать свои зарядные устройства, чтобы убедиться в отсутствии заметных повреждений. Как и поврежденные батареи, старые или поврежденные зарядные устройства следует утилизировать безопасным и надлежащим образом.

Не # 6. Зарядите поврежденную батарею

Если у вас есть старая, вздутая или поврежденная батарея, ее зарядка только усугубит риск утечки, возгорания или взрыва. В рамках вашего плана управления батареями вы всегда должны проверять свои батареи, прежде чем ставить их на зарядку.

Выбор батарейного шкафа для ваших литий-ионных аккумуляторов также может способствовать обеспечению безопасности во время процесса зарядки. Эти специально изготовленные аккумуляторные шкафы могут предлагать ряд элементов управления для обеспечения безопасных условий зарядки, включая вентиляцию, регулирование температуры и электрически сертифицированную схему.

Зарядка аккумуляторов становится более безопасной при использовании шкафа для литий-ионных аккумуляторов.

Не # 7. Не учитывать противопожарную и теплозащиту

Пожар на рабочем месте — это катастрофа, независимо от того, какие опасные грузы у вас есть. Однако, когда вы добавите в смесь запас литий-ионных аккумуляторов, уровень риска может резко возрасти.

Как батареи, чувствительные к экстремальному нагреву, литий-ионные элементы могут опасно реагировать при воздействии лучистого тепла пожара на рабочем месте. Поскольку безопасный температурный диапазон для литий-ионных аккумуляторов составляет от 5 до 20°C, тепло огня может нанести катастрофический ущерб, если оно проникнет в хранилище аккумуляторов.

Перегретые аккумуляторы могут стать причиной теплового разгона, который может быстро распространиться по всему складу аккумуляторов. Этот тепловой выход из строя только увеличит опасность, связанную с пожаром на рабочем месте. Перегрев и взрыв батарей только усугубят пламя батареи, которое, как известно, трудно потушить пожарным.

Несмотря на то, что процесс теплового разгона невозможно остановить после того, как он начался, вы можете ограничить ущерб, который пожар может причинить вашим рабочим местам, установив в хранилище аккумуляторов тепловой и противопожарный барьер.

Барьер предназначен для того, чтобы предоставить персоналу небольшой промежуток времени для выполнения процедур экстренной эвакуации и использования средств пожаротушения.

Не # 8. Игнорировать время зарядки аккумулятора

Вы заметили, что аккумулятор заряжается дольше? Это может быть признаком того, что ваше зарядное устройство или аккумулятор требуют немедленного внимания.

Более длительное время зарядки часто может указывать на проблемы с функциональностью аккумулятора. Обычно это можно объяснить возрастом батареи и тем фактом, что ячейка потеряла способность заряжаться.

Следите за временем зарядки ваших аккумуляторов и утилизируйте все старые или неисправные аккумуляторы, чтобы снизить риск при перезарядке.

Создание более безопасной среды для литий-ионных аккумуляторов

Поскольку литий-ионные аккумуляторы все чаще используются дома и на работе, никогда не было так важно понять, как можно минимизировать риск. Как мы уже упоминали в этом посте, есть много вещей, которые ваши сотрудники могут сделать, чтобы уменьшить вероятность и последствия пожара, взрыва и теплового разгона. Тем не менее, один из самых простых способов контролировать опасности, связанные с литий-ионными батареями, — это обеспечить прохладное, сухое и безопасное хранилище, например аккумуляторный шкаф.

Если вам интересно узнать больше о снижении риска, почему бы не воспользоваться нашим бесплатным руководством? Документ «Безопасная зарядка и хранение литий-ионных аккумуляторов» содержит полезные советы и практические советы по снижению рисков при обращении с аккумуляторами и в местах их хранения. Получите копию нашего руководства сегодня, чтобы узнать больше об управлении рисками, связанными с литий-ионными аккумуляторами класса 9.

Срок службы литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторов

В течение многих лет свинцово-кислотные аккумуляторы были основным источником питания для электроники, транспортных средств и оборудования. Однако благодаря ряду функций, повышающих эффективность и безопасность, литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными в нескольких отраслях.

Одной из наиболее важных характеристик для компании, использующей батареи в своем парке вилочных погрузчиков, является срок службы батареи. Срок службы батареи во время использования играет решающую роль в деятельности компании. Когда дело доходит до прибыли бизнеса, эффективность имеет значение.

При выборе того, какой срок службы литий-ионного или свинцово-кислотного аккумулятора лучше подходит для автопарка, следует указать на некоторые из основных различий между ними.

 

Время использования

 

Между литий-ионными и свинцово-кислотными батареями существует разительная разница в сроке службы батареи при повседневных операциях.

 

Литий-ионные аккумуляторы  

Литий-ионные аккумуляторы отличаются чрезвычайно коротким временем зарядки и сроком службы. Это позволяет бригадам, работающим в несколько смен, использовать питание литий-ионных аккумуляторов в течение более длительного периода времени в течение дня и заряжать аккумулятор, когда это удобно.

Это связано с тем, что литиевые аккумуляторы не имеют эффекта памяти, что делает возможным частичный заряд. На самом деле частичная зарядка безопаснее и может продлить срок службы литий-ионной батареи.

Типичный цикл зарядки или использования литий-ионного аккумулятора составляет 8 часов использования, 1 час для зарядки и еще 8 часов использования. Период охлаждения не требуется. Это позволяет использовать батарею непрерывно в течение 24-часовой смены, при этом время простоя происходит только во время коротких периодов возможности зарядки. Это может происходить во время обеденных перерывов рабочих или между сменами.

Из-за того, что срок службы литий-ионного аккумулятора рассчитан, важно, чтобы этот тип аккумулятора всегда был хотя бы частично заряжен. Если аккумуляторы разряжены до нуля или очень низко заряжены, цепи, установленные для защиты, могут отключиться. Схемы установлены для защиты батареи. Когда батарея разряжается до очень низкого уровня, могут образовываться дендриты, которые могут вызвать короткое замыкание батареи.

 

Свинцово-кислотные батареи  

С другой стороны, свинцово-кислотные батареи выделяют значительное количество тепла при зарядке. Из-за этого им требуется период «остывания» после этого.

Типичный цикл зарядки и использования свинцово-кислотного аккумулятора составляет 8 часов использования, 8 часов зарядки и 8 часов отдыха или охлаждения. Это означает, что свинцово-кислотный аккумулятор можно использовать только одну смену в день. Если компания нанимает рабочих в две или три смены, свинцово-кислотные батареи необходимо заменить. Это означает, что на одно транспортное средство или единицу оборудования требуется от двух до трех аккумуляторов (по одному на смену).

Для хранения свинцово-кислотных аккумуляторов также требуется помещение с достаточной вентиляцией, чтобы опасные газы не просачивались в другие рабочие зоны во время зарядки и охлаждения. Транспортировка аккумуляторов в эти места занимает дополнительное время рабочей смены.

 

Срок службы

 

Большие аккумуляторные батареи, используемые в таких отраслях, как складские операции и наземное вспомогательное оборудование аэропортов, требуют инвестиций, независимо от их типа. Таким образом, операции выигрывают от аккумуляторов, которые можно использовать в парке сколь угодно долго.

 

Литий-ионные батареи  

Литий-ионные батареи имеют длительный срок службы при правильном использовании. Это явное преимущество для операций, которые полагаются на эффективность и высокий уровень производительности.

Вклад в увеличение жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов включает: 

  • Более высокий уровень удельной мощности
  • Более низкая скорость потери емкости

На самом деле, общий срок службы этих аккумуляторов в гидравлических тележках в 2-3 раза больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Тестирование времени работы показало, что литий-железо-фосфатные батареи, используемые в Flux LiFT Pack для электрической тележки для поддонов, работающей на 45 % дольше, чем свинцово-кислотные батареи аналогичного номинала (ампер-час).

Минимальный срок службы, который большинство производителей ожидают от литий-ионных аккумуляторов, составляет около 5 лет или не менее 2000 циклов зарядки. Но при хорошем уходе и использовании в надлежащих условиях литий-ионные батареи могут работать до 3000 циклов.

 

свинцово-кислотные батареи  

свинцово-кислотные батареи также имеют аналогичный срок службы с точки зрения циклов. Многие производители указывают аналогичную цифру не менее 1000 циклов зарядки при использовании в надлежащих условиях. Однако экстремальная жара и другие факторы окружающей среды могут значительно сократить срок службы свинцово-кислотного аккумулятора.

Кроме того, повышенные требования к техническому обслуживанию свинцово-кислотных аккумуляторов также могут привести к сокращению срока службы. Нередко персонал плохо отслеживает процедуры технического обслуживания или не заботится о свинцово-кислотных батареях в порядке, рекомендованном производителем свинцово-кислотных батарей.

 

Влияние

 

Как в литий-ионных, так и в свинцово-кислотных батареях существует несколько факторов, которые могут повлиять на срок службы батареи.

 

Литий-ионные аккумуляторы  

Вот некоторые факторы, влияющие на срок службы аккумуляторов: 

  • Экстремальные температуры: Литий-ионные аккумуляторы чрезвычайно устойчивы к высоким и низким температурам. Фосфат лития-железа, химия, используемая Flux Power, особенно устойчива. Мы даже предлагаем нагреватели для батарей, которые будут использоваться при низких температурах, чтобы обеспечить более длительный срок службы батареи.
  • Неправильное хранение: Условия хранения батареи могут повлиять на срок ее службы. Литий-ионные аккумуляторы следует хранить при частичном заряде в прохладном месте. При хранении они должны иметь уровень заряда от 40% до 50%. При хранении в течение длительного периода времени важно проверять аккумулятор каждые пару месяцев и заряжать его до 50%, если он становится слишком низким.
  • Глубокий цикл: На срок службы литий-ионного аккумулятора может повлиять глубокий цикл. В отличие от других батарей глубокого цикла, частичная зарядка продлевает срок службы литиевой батареи.

Чтобы узнать больше о факторах, влияющих на срок службы литий-ионного аккумулятора, прочитайте нашу статью Как увеличить срок службы литий-ионного аккумулятора .

 

свинцово-кислотные аккумуляторы  

Факторы окружающей среды и то, как используются свинцово-кислотные аккумуляторы, также играют важную роль в сроке службы аккумуляторов. К этим факторам относятся: 

  • Экстремальные температуры: Как и у литий-ионных аккумуляторов, срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов может сократиться при воздействии экстремальных температур, особенно тепла. После зарядки свинцово-кислотным батареям требуется период охлаждения, поскольку в процессе зарядки выделяется большое количество тепла.
  • Уровень воды: Превышение уровня воды в свинцово-кислотном аккумуляторе может привести к потере электролита, что сократит срок службы аккумулятора. Это также может способствовать коррозии аккумулятора, что может привести к неравномерному заряду аккумуляторов, что сократит срок службы.
  • Глубокая разрядка: Срок службы свинцово-кислотной батареи сокращается, когда происходит глубокая разрядка, и батарея остается «разряженной» в течение длительного периода времени.

 

Итоговая строка

 

Покупка аккумуляторов для автопарка — это значительные инвестиции. Срок службы каждой батареи напрямую влияет на эффективность работы компании и ее сотрудников.

Одним из самых больших преимуществ литий-ионных аккумуляторов является их длительный срок службы и увеличенный срок службы аккумулятора при повседневных операциях. Благодаря короткому времени простоя для зарядки литий-ионные аккумуляторы особенно выгодны в условиях многосменной работы, например, на складах.

Одна батарея может обеспечить питанием три смены. Свинцово-кислотная батарея, с другой стороны, может обеспечить питание только в течение одной восьмичасовой смены, прежде чем потребуется период зарядки и охлаждения. Для этого требуется одна батарея в смену для каждого транспортного средства, что в долгосрочной перспективе обходится компаниям значительно дороже.

 

 

Оказывает ли литий-ионный аккумулятор положительное воздействие на окружающую среду?

Текущие цены на литий являются основным камнем преткновения для будущего ионно-литиевых систем хранения данных

Литий-ионные аккумуляторы используются во всем, от смартфонов до электромобилей.

Литий-ионные аккумуляторы играют неотъемлемую роль в питании современного мира, но остаются вопросы относительно их воздействия на окружающую среду.

Перезаряжаемые батареи, которые используются во всем, от мобильных телефонов до электромобилей, попали в новости на этой неделе после того, как трое ученых за их разработку были удостоены Нобелевской премии по химии 2019 года.

Джон Б. Гуденаф, 97, стал самым старым лауреатом Нобелевской премии и разделил награду в девять миллионов шведских крон (904 000 долларов) с коллегами-исследователями Стэнли Уиттингемом и Акирой Йошино.

Нобелевский комитет заявил: «Литий-ионные батареи используются во всем мире для питания портативной электроники, которую мы используем для общения, работы, учебы, прослушивания музыки и поиска знаний».

Несмотря на похвалу, у литий-ионных аккумуляторов есть свои критики. Здесь мы рассмотрим, как они работают и проблемы, которые их окружают.

 

Чем литий-ионный аккумулятор отличается от других аккумуляторов?

Батарейки являются неотъемлемой частью жизни в 21 ст веке, обеспечивая мир электричеством в удобном, портативном формате.

Но главный недостаток ряда аккумуляторов, включая свинцово-кислотные и никель-кадмиевые, заключается в том, что они относительно быстро разряжаются и затем, в конце концов, выбрасываются.

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), только в США ежегодно выбрасывается более трех миллиардов батареек.

Это означает, что бьют не только карманы обычного человека, но и окружающая среда.

Вот где перезаряжаемые батареи, такие как лауреаты Нобелевской премии, которые используют реактивный щелочной металл литий, пытаются решить эту проблему.

Именно во время глобального нефтяного кризиса 1970-х годов был заложен фундамент литий-ионной батареи, когда Стэнли Уиттингем, уроженец Ноттингема, работал над разработкой энергетических технологий, не зависящих от ископаемого топлива.

После создания катода, который является положительной клеммой в литиевой батарее, Уиттингем изготовил анод — отрицательную клемму батареи, из металлического лития.

Полученное устройство могло выдавать чуть более двух вольт, но, учитывая, что металлический литий делал его взрывоопасным, Джон Б. Гуденаф решил использовать оксид кобальта, чтобы повысить потенциал батареи до четырех вольт в 1980 году.

Использование катода в качестве основе, Акира Йошино создал первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею в 1985, что привело к тому, что Sony выпустила первую версию продукта в 1991 году.

Профессор химии Улоф Рамстрем недавно сказал, что литий-ионные батареи «сделали возможным мобильный мир».

В наши дни все, от наших смартфонов, iPad и ноутбуков до электромобилей, было бы невозможно без питания от литий-ионных аккумуляторов.

Тем не менее, было поднято много вопросов относительно того, должны ли батареи продолжать играть важную роль по мере того, как мир движется к более экологичному будущему.

 

Проблемы с воздействием литий-ионных аккумуляторов на окружающую среду

Сетевое хранилище и цена
Цена на литий-ионные аккумуляторы может стать камнем преткновения для использования энергии аккумулятора в сетевых хранилищах Фото: любезно предоставлено 41330/Pixabay.

Существуют огромные вопросы, связанные с тем, можно ли использовать литий-ионные батареи для хранения больших объемов электроэнергии в масштабе сети в попытке очистить сеть и заменить электростанции, работающие на ископаемом топливе.

Хотя это может быть лучшим экономичным решением, главный вопрос, связанный с будущим литий-ионных аккумуляторов в сетевых хранилищах, связан с затратами.

Исследование, проведенное в начале 2018 года журналом Energy & Environmental Science , показало, что для удовлетворения 80% спроса на электроэнергию в США за счет ветра и солнца потребуется общенациональная высокоскоростная система передачи, которая может сбалансировать возобновляемую генерацию более сотни миль или 12 часов хранения электроэнергии для всей системы.

При текущих ценах аккумуляторная система хранения такого размера будет стоить более 2,5 трлн долларов.

В отчете Массачусетского технологического института (MIT) и Аргоннской национальной лаборатории Чикагского университета за 2016 год о ценности накопления энергии для обезуглероживания электроэнергетического сектора были обнаружены потенциальные проблемы с использованием аккумуляторов для хранения в масштабе сети.

Исследование показало резкое снижение отдачи при добавлении в сеть большого количества аккумуляторов.

Он пришел к выводу, что сочетание аккумуляторных батарей с возобновляемыми электростанциями является «слабой заменой» для крупных, гибких электростанций с комбинированным циклом, работающих на угле или природном газе, которые могут быть подключены в любое время, работать непрерывно и варьировать уровни производительности в зависимости от смены востребованность в течение дня.

 

Загрязнение рек и уничтожение диких животных

Сообщается об огромных проблемах в окрестностях литиевого рудника Ганзичжоу Ронгда в Тибете.

Протестующие из близлежащего города Тагонг вышли на улицы в 2016 году после того, как рыба из близлежащей реки Лици была найдена мертвой в массе после утечки токсичных химикатов из шахты.

В последние годы в этом районе наблюдается резкий рост добычи полезных ископаемых, что привело к двум аналогичным инцидентам всего за семь лет. Рыба и другой домашний скот были найдены мертвыми после употребления загрязненной воды.

Китайская автомобильная компания BYD (Build Your Dreams), крупнейший в мире поставщик литий-ионных аккумуляторов для смартфонов и других видов техники, является одной из компаний, занимающихся добычей полезных ископаемых в этом районе.

 

Экологические проблемы в Южной Америке
В Салар-де-Атакама добыча полезных ископаемых потребляла до 65% воды в регионе, причиняя ущерб местным фермерам (фото: Франческо Мочеллин) Австралия также ощущает последствия добычи полезных ископаемых.

Чтобы начать работу, горняки бурят скважины в солончаках, чтобы выкачивать соленый, богатый минералами рассол на поверхность.

Затем отверстия оставляют на период до 18 месяцев, чтобы жидкость могла испариться, прежде чем вернуться, чтобы зачерпнуть карбонат лития, который затем можно превратить в металлический литий.

Но это оставляет потенциальную ситуацию, аналогичную той, что в Тибете, разрушая местную среду обитания и загрязняя близлежащие луга и реки, а соляная кислота используется в процессе лития.

Однако одной из основных проблем в Чили является потребление воды, связанное с добычей лития. На каждую тонну произведенного лития расходуется 500 000 галлонов воды.

В Салар-де-Атакама добыча полезных ископаемых потребляла до 65% воды региона, причиняя ущерб местным фермерам.

В другом месте в Южной Америке аргентинцы в природном солончаке Салар-де-Омбре-Муэрто выразили обеспокоенность по поводу добычи лития в регионе, ссылаясь на загрязнение ручьев и орошение сельскохозяйственных культур.

Поступали сообщения о том, что операции с литием также наносят ущерб почве, которую фермеры используют для выпаса скота в регионе.

В отчете о литии, подготовленном благотворительной организацией «Друзья Земли в Европе», говорится: «Добыча лития имеет значительные экологические и социальные последствия, особенно из-за загрязнения и истощения воды.

«Кроме того, для переработки лития нужны ядохимикаты.

«Выброс таких химических веществ в результате выщелачивания, разливов или выбросов в атмосферу может нанести вред сообществам, экосистемам и производству продуктов питания.

«Кроме того, добыча лития неизбежно наносит вред почве, а также вызывает загрязнение воздуха».

 

Проблемы утилизации

После получения Нобелевской премии Акира Йошино признал, что ключом к будущему электромобильности является выяснение того, как полностью перерабатывать батареи, заявив, что индустрия еще не создана.

Японский химик также сообщил, что переработка аккумуляторов является ключом к получению достаточного количества сырья для увеличения спроса на электромобили.

В разговоре с Bloomberg Йошино сказал: «Дело в том, можно ли перерабатывать батареи электромобилей. Затраты должны окупиться, если все использованные автомобильные аккумуляторы в Японии будут собраны и переработаны».

В рамках программы Faraday Challenge правительства Великобритании стоимостью 246 млн фунтов стерлингов (312 млн долларов США) по исследованию батарей Бирмингемский университет пытается найти новые способы переработки литий-иона.

Исследование, проведенное в Австралии, показало, что только 2% из 3300 тонн литий-ионных отходов страны перерабатываются.

Это также приводит к потенциальному сценарию утечки жидкостей из аккумуляторов на свалки и их выброса в окружающую среду.

Доктор Гэвин Харпер из проекта по переработке лития Института Фарадея сказал Wired : «По понятным причинам производители скрывают, что на самом деле входит в их батареи, что затрудняет их надлежащую переработку».

Наиболее распространенная процедура переработки литиевых элементов, извлеченных из устройств и электромобилей, заключается в измельчении элементов, в результате чего образуется смесь металлов, которую затем можно разделить с помощью методов сжигания.

Но при использовании этого метода много лития тратится впустую.

 

Этические вопросы при использовании литий-ионных аккумуляторов

Демократическая Республика Конго и кобальт
Добытчики кобальта в Демократической Республике Конго работают в опасных условиях из-за отсутствия регулирования в отрасли (Фото: Julien Harneis/Flickr)

Серебряный кобальт, имеющий решающее значение для изготовления аккумуляторов, привлек внимание всего мира и занял центральное место в некоторых отраслях, призванных определить будущее.

Кобальт является важным элементом в элементах литиевых батарей, наряду с литием, никелем и марганцем, составляющим суспензию оксида металла катода элемента батареи, из которого вырабатывается электричество.

Примерно 10 кг драгоценного ресурса требуется, например, для производства электромобиля, но без него возможности хранения аккумуляторов в масштабе сети серьезно скомпрометированы.

С геополитической точки зрения есть опасения, что Китай теперь может монополизировать рынок кобальта и, таким образом, играть более важную роль в производстве литий-ионных аккумуляторов, чем многие страны могут себе позволить.

Около 70% мирового производства кобальта поступает из Демократической Республики Конго (ДРК), где множество заинтересованных сторон ведут яростную борьбу за контроль над добычей полезных ископаемых.

Старший аналитик Benchmark Mineral Intelligence Каспер Роулз (Casper Rawles) обозначил серьезную проблему, отметив, что без кобальта из ДРК не существует производства электромобилей, но этот регион является одним из самых политически нестабильных, нестабильных и опасных мест на земле.

Нефтеперерабатывающие заводы Китая, в значительной степени питающиеся сырьем из шахт, принадлежащих Китаю, поставляют 80% мирового производства высококачественного кобальта, готового к использованию в аккумуляторных батареях.

Контроль над важнейшим сырьем, включая кобальт, а также лучшие в мире мощности по обработке и производству определят, кто удержит баланс промышленной мощности в автомобилестроении и аккумулировании энергии.

После DCR Куба лидирует в остальном мире, имея всего 5% кобальта, хотя инвестиции в настоящее время медленно направляются в Айдахо, Аляску и Австралию для добычи кобальта из месторождений никеля, поскольку США, в частности, осознают ситуацию. .

В настоящее время стоимость кобальта за кг примерно на 30 % выше, чем у лития, и в два раза выше, чем у никеля.

Таким образом, по этой причине, в сочетании с риском поставок, автопроизводители во главе с Tesla, Toyota и BMW стремятся снизить содержание кобальта в батареях и даже полностью заменить его никелевой альтернативой.

Но последнее связано с химическими свойствами, которые сокращают срок службы их батарей, а первое вызывает общую озабоченность по поводу риска воспламенения, создаваемого батареями даже при нынешнем уровне содержания кобальта.

 

Сможет ли когда-нибудь алюминий заменить литий-ионный аккумулятор?

Согласно отчету, опубликованному в прошлом месяце, новая концепция алюминиевой батареи может предложить более экологичный способ хранения энергии, чем то, что доступно на сегодняшнем рынке.

Исследователи из Швеции и Словении говорят, что плотность энергии у него в два раза выше, чем у предыдущих алюминиевых батарей, и в то же время это может привести к снижению производственных затрат и меньшему воздействию на окружающую среду по сравнению с сегодняшними литий-ионными аккумуляторами.

Они считают, что его можно использовать для крупномасштабных приложений, включая хранение солнечной и ветровой энергии.

Патрик Йоханссон, профессор кафедры физики Технологического университета Чалмерса в Швеции, руководил проектом.

Он сказал: «Материальные затраты и воздействие на окружающую среду, которые мы ожидаем от нашей новой концепции, намного ниже, чем то, что мы видим сегодня, что делает их возможными для крупномасштабного использования, такого как парки солнечных батарей или хранение энергии ветра, например. .

«Кроме того, наша новая концепция батареи имеет удвоенную плотность энергии по сравнению с алюминиевыми батареями, которые являются «современными» сегодня».

Предыдущие конструкции алюминиевых батарей использовали алюминий в качестве анода – отрицательного электрода – и графит в качестве катода или положительного электрода.

Но графит обеспечивает слишком низкое содержание энергии для создания аккумуляторных элементов с достаточной производительностью, чтобы быть полезным.

Группа профессора Йоханссона из Гетеборга работала вместе с исследовательской группой в Национальном институте химии в Любляне, Словения, над созданием новой алюминиевой батареи.

В их концепции графит был заменен органическим катодом с наноструктурой, изготовленным из молекулы антрахинона на основе углерода.

Преимущество этой органической молекулы в материале катода заключается в том, что она может накапливать положительные носители заряда из электролита — раствора, в котором ионы перемещаются между электродами, — что делает возможной более высокую плотность энергии в батарее.

Почему ионно-литиевые батареи загораются или взрываются?

К счастью, крупные взрывы, вызванные литий-ионными батареями, случаются редко. Однако, если они подвергаются воздействию неправильных условий, существует небольшая вероятность того, что они загорятся или взорвутся. Докторская диссертация Матиаса Хенриксена (USN) посвящена горючим газам, выделяющимся из неисправной литий-ионной батареи, а также скорости пламени и нарастанию давления этих газовых смесей. Исследование дает представление о том, какие типы взрывоопасности и сценарии можно ожидать в случае отказа литий-ионной батареи, и может помочь более безопасно интегрировать технологию в их различные приложения.

Mathias Henriksen (USN)

Быстрый поиск на YouTube или в Google выдаст несколько сотен видеороликов и изображений литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов, вызывающих пожары и взрывы. Литий-ионные батареи сегодня используются во всех типах продуктов, возможно, чаще всего в электронных устройствах, таких как ноутбуки, сотовые телефоны и камеры, но они также являются привлекательным вариантом для крупномасштабного хранения энергии, например, в системах электросетей и электромобилях. К сожалению, если литий-ионные аккумуляторы подвергаются неправильным условиям, существует небольшая вероятность того, что может произойти резкий отказ. Такой сбой может иметь серьезные последствия для больших аккумуляторных систем, и исследования, проливающие свет на эти последствия, необходимы для принятия более эффективных мер безопасности.

Литий-ионные аккумуляторы имеют все элементы, необходимые для самоподдерживания огня.

Чтобы понять, как литий-ионный аккумулятор может загореться или взорваться, необходимо выяснить, как устроена батарея. Литий-ионный аккумулятор хранит и высвобождает электрическую энергию посредством электрохимических реакций. Когда электрическая энергия потребляется/разряжается из батареи, ионы лития перемещаются от одного электрода к другому. Электроды погружены в жидкость, называемую электролитом, которая обеспечивает движение ионов и состоит из соли лития и органических растворителей. Именно эти органические растворители являются основной пожарной опасностью в литий-ионных батареях. Кроме того, положительно заряженный электрод (катод) в батарее содержит кислород, который может выделяться, если батарея подвергается определенным нагрузкам, например, внутреннему короткому замыканию, чрезмерному нагреву и т. д. Это означает, что в литий-ионных батареях есть все элементы, необходимые для самоподдерживания огня.

При сильном тепловом воздействии литий-ионная батарея может высвободить часть легковоспламеняющегося электролита вместе с различными горючими/токсичными газами, такими как водород (H 2 ), метан (CH 4 ), окись углерода (CO) и фтористоводородная кислота (HF). Количество и скорость выделяемого газа зависят от различных параметров, связанных с химическим составом батареи и количеством хранимой электроэнергии. Выброс этих легковоспламеняющихся газов может вызвать пожары и взрывы.

Один кадр из высокоскоростного фильма пламени в сфере взрыва

Изучение быстро движущегося пламени и ударных волн

В центре внимания моей кандидатской диссертации. исследование горючих газов, выделяемых неисправной литий-ионной батареей, и понимание типов опасности взрыва и сценариев, которые можно ожидать в случае резкого отказа. Для оценки опасности, связанной со взрывом, я ориентируюсь на рост давления и скорость пламени горючей газовой смеси. В нашей лаборатории есть взрывная сфера, где мы можем изучать все эти механизмы взрыва различных типов горючих смесей. Используя высокоскоростные камеры для съемки движущегося пламени внутри сферы взрыва, мы можем детально изучить пламя. У нас есть высокотехнологичные камеры, которые могут снимать с частотой кадров от 50 до 5 000 000 кадров в секунду. Это позволяет нам изучать даже чрезвычайно быстро движущиеся языки пламени и ударные волны. Результаты этих экспериментов будут использоваться в качестве входных данных и для проверки инструмента моделирования, чтобы можно было делать прогнозы потенциальных последствий. Эти прогнозы могут помочь более безопасно интегрировать литий-ионные технологии в различные приложения.

К счастью, крупные взрывы, вызванные ионно-литиевыми батареями, случаются редко. Тем не менее, по-прежнему важно понимать потенциальные последствия взрывов облаков паров литий-ионных аккумуляторов. Понимая последствия, можно принять более эффективные меры безопасности. Важность этой работы заключается в том, что она закладывает основу для совершенствования функций безопасности, которые могут уменьшить или избежать ущерба материалам, человеческой жизни и окружающей среде.

Для получения дополнительной информации о работе, проделанной в этой докторской степени. исследования см. следующие публикации:

  • Henriksen M, Vaagsaether K, Lundberg J, Forseth S, Bjerketvedt D. Характеристики взрыва электролитов литий-ионных аккумуляторов при повышенных температурах. Журнал опасных материалов 2019; 371: 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.02.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.