Литий-ионный аккумулятор: строение, эксплуатация, хранение

Литий-ионный аккумулятор представляет собой вторичный химический источник тока и на современном этапе является самым распространенным видом АКБ. Его устанавливают во всех ноутбуках, планшетах, мобильных телефонах и прочей технике. Номинальное напряжение такого элемента питания составляет 3,7-3,8 В, максимальное — до 4,4 В, а минимальное — от 2,5 до 3,0 В.

Содержание

1. Из истории создания
2. Как правильно эксплуатировать и хранить литий-ионный аккумулятор
3. Литий-полимерный аккумулятор как альтернатива Li-ion
4. Как восстановить Li-ion аккумулятор
5. Можно ли починить вздутую батарею

Из истории создания

Li-ion аккумуляторы впервые появились в начале 90-х годов. Ведущим их производителем изначально стала компания Sony. В состав такой батареи входят два электрода. Катод помещен на фольгу из алюминия, а анод расположен на фольге из меди. Между электродами помещены разделители (сепараторы), содержащие жидкий или гелеобразный электролит. Ионы лития c зарядом «+» являются носителями тока, ионами, способными проникать в другие химические элементы, давая, тем самым, ход электрохимической реакции, обеспечивающей питание того или иного устройства.

Литиевые аккумуляторные батареи прошлого поколения «славились» повышенной взрывоопасностью по причине использования в них анода металлического лития и возникновения газообразных химических соединений внутри АКБ. При множественных циклах «заряда-разряда» могло произойти замыкание, а затем и взрыв литиевого аккумулятора. Взрывы случались и по причине того, что ионы лития вступали в опасную реакцию с другими веществами, входившими в состав батареек.

Когда химическое вещество для анода окончательно заменили графитом, это удалось полностью исправить. Кстати, все современные устройства для зарядки, посредством которых батарейки получают электропитание, предохраняют их от перегревания и «перебора» тока. В литий-феррум-фосфатных АКБ этот серьезный недостаток полностью устранен. Однако для разработки безопасных аккумуляторных устройств понадобилось около 20 лет.

Во избежание самовозгорания литиевой батареи при ее зарядке производители стали встраивать в корпус контроллер заряда аккумуляторов. Контроллер регулирует температуру внутри АКБ, глубину разрядки и количество потребляемого тока. Но не все литиевые аккумуляторы снабжены контроллером. Часто производитель не устанавливает его — в целях экономии и увеличения емкости. Именно по этой причине некоторые батареи вздуваются и взрываются до сих пор.

Однако, в отличие от своих предшественников в виде никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов питания, ионные аккумуляторы имеют гораздо лучшие характеристики. Низкий уровень саморазряда в таких батареях обеспечивает их более длительный срок годности, а высокая емкость позволяет им работать гораздо дольше. К тому же ни одному литиевому элементу не требуется дополнительное обслуживание, а при окончательном выходе из строя лучше его не восстанавливать, а заменить.

Как правильно эксплуатировать и хранить литий-ионный аккумулятор

Важно следить за тем, чтобы в батарее всегда находилось хотя бы минимальное количество заряда. Любую ионную батарейку нельзя доводить до полного разряда. Если она не используется и будет полностью разряжена, это приведет к короткому сроку ее службы. На сохранность АКБ сильно действует температурный фактор. Не заряжайте и не храните литиевые аккумуляторы при чрезмерно высоких и низких температурах, так как показатель их емкости быстро начнет падать.

Li-ion чувствительны к перемене напряжения. Если U в зарядном устройстве повысить даже незначительно (например, всего на 4%), АКБ будет терять емкость с каждым циклом «заряда-разряда».

Лучшие условия хранения Li-ion: заряд должен составлять, как минимум, 40% от емкости ионного элемента, а температура — от 0 до +10°С.

Несмотря на все положительные характеристики, приобретать Li-ion впрок не имеет смысла: батарея за 2 года теряет около 4% своей емкости. Во время покупки обязательно нужно обратить внимание на дату изготовления. Если с момента производства прошло больше времени, такой аккумулятор покупать не рекомендуется.

Обычный срок хранения АКБ — 2 года, но сейчас фирмы-производители изобрели способ, позволяющий хранить их более длительное время. В батарею добавляется специальный консервант, позволяющий хранить ее больше двух лет. При наличии консерванта в электролите перед первым использованием АКБ следует полностью разрядить, проведя ей своеобразную тренировку в виде двух или трех циклов «заряд-разряд». При таком расконсервировании электролит в аккумуляторе постепенно распадается, и батарея выходит на свой обычный уровень емкости.

Если с литиевыми элементами этого не делать, АКБ приобретет «эффект памяти», а далее, поскольку консервант до сих пор находится внутри, при подаче заряда и увеличении аккумуляторного тока он начнет быстро распадаться, и может произойти вздутие аккумулятора.

Если с ионными АКБ обращаться внимательно и аккуратно, соблюдая все условия хранения, при правильной эксплуатации они будут служить долго, а уровень емкости в таких аккумуляторах длительное время останется на высоком уровне.

Литий-полимерный аккумулятор как альтернатива Li-ion

Полимерные аккумуляторы — это усовершенствованный вариант литий-ионных. Технический прогресс не стоит на месте, и сейчас они уже рассматриваются как серьезная альтернатива предыдущим АКБ на литиевой основе. Целью создания батарей на основе полимерных материалов стало, прежде всего, возможное устранение недостатков Li-ion в виде высокой стоимости и повышенного риска самовозгорания.

Главное отличие полимерного аккумулятора от Li-ion заключается в том, что в качестве электролита при его изготовлении используются не жидкость или гель, а твердые полимеры. Смена электролита является большим достижением, потому что такие батареи более безопасны, и теперь можно гораздо меньше думать о потенциальном взрыве при их эксплуатации.

Твердые материалы и раньше выполняли серьезную роль в плане проводимости тока — например, с помощью пленки из пластика, а их использование внутри Li-pol аккумулятора вместо пористого разделителя двух его полюсов, пропитанного жидкостью, стало значительным шагом вперед.

Li-pol аккумулятор также имеет улучшенные характеристики в плане удобной формы, так как полимеры дают возможность получать разные размеры и виды таких батарей. Минимальная толщина, которой обладают полимерные аккумуляторы, может составлять всего 1 мм.

Наряду с отличиями, есть и сходства между Li-ion и Li-pol. Большей частью, это означает, что не все недостатки устранены, и возможности дальнейшей работы производителей еще не исчерпаны до конца. Например, между ними нет особой разницы в сроках службы и проблеме «старения» в случае, если они не используются.

Полимерные аккумуляторы, как и Li-ion, применяются в сотовых телефонах, радиоуправляемой технике, портативных электрических инструментах, например, в электродрелях и шуруповертах.

Некоторые производители полимерных АКБ утверждают, что у них отсутствует эффект памяти, а также они якобы могут работать в более широком температурном спектре: от -20 до +40-60°С, что делает возможным их применение, эксплуатируя в условиях жаркого тропического климата. Поскольку опасность самопроизвольного возгорания устранена еще не до конца, полимерные аккумуляторы, как правило, снабжены встроенной электросхемой, предупреждающей перезаряд и перегрев.

Как восстановить Li-ion аккумулятор

Несмотря на то, что срок службы многих современных АКБ достаточно долгий, приходит время, когда заряд любого химического источника тока истощается. Емкость падает, и АКБ уже не может работать долго и исправно. Особенно, если разряженный источник питания долго хранился без подзарядки. Существует несколько распространенных способов вернуть его к жизни. Восстановленная батарея будет работать недолго, но это поможет выиграть время до ее замены.

В Интернете описываются самые неожиданные и порой абсолютно нелогичные методы восстановления Li-Ion АКБ. Например, есть статьи о том, что можно эффективно раскачивать батарею, если заряжать и разряжать ее несколько раз подряд. Безусловно, это миф, и применять такой «способ» не стоит. Также на одном из популярных форумов описывается реальный жизненный пример о том, как один человек раскачивал батарею, положив ее в холодильник. Она вздулась до огромных размеров и лопнула после того, как была изъята из морозилки — естественно, от перепада температуры.

На серьезный вопрос о том, как действительно раскачать заново батарею сотового, можно дать простой и ясный ответ: взять любую аккумуляторную зарядку с напряжением 5-12 В и резистор сопротивлением от 330 Ом до 1 килоОм. Схема подключения предельно проста: «минус» источника питания подсоединяется к «минусу» аккумулятора, а «плюс» — к «плюсу, через резистор. Теперь нужно включить зарядное устройство в сеть и регулярно проверять рост напряжения с помощью мультиметра в течение 10-15 минут. Напряжение постепенно растет, и при достижении его числа приблизительно в 3,31 В телефон «находит» батарею и принимает ее.

Раскачка Li-ion, отключенного контроллером, с быстрым приведением АКБ в рабочее состояние тоже возможны. В данном случае, при замерах текущего напряжения его показатель будет равен около 2,5 В. Аккумулятор «жив» и может еще поработать некоторое время, хотя, на первый взгляд, он выглядит почти разряженным. Восстанавливаем его так: для этого понадобятся «народный зарядник» Imax B6 и мультиметр. У АКБ отпаивается защитная схема, она подключается к Imax. А как проверить напряжение — уже понятно: оно всегда контролируется мультиметром.

Раскачиваем АКБ максимально осторожно. Программа заряда ставится на Li-Po, режим зарядки выбирается в зависимости от вида АКБ: для Li-ion — 3,6 В, либо 3,7 В для Li-pol. Важно: в процессе восстановления выставить параметр Autо — без него запуск не начнется по причине низкого заряда АКБ. Значение тока выбирается с помощью кнопок «+» и «–». 1 А — это самый безопасный и оптимальный ток для раскачки.

Когда напряжение достигнет 3,2-3,3 В, АКБ начнет свою полноценную работу.

Можно ли починить вздутую батарею

На эту тему в Интернете есть большое количество популярных статей и даже видео типа «Восстанавливаю вздувшиеся батареи простым способом». Далее следует описание или съемка процесса разборки АКБ, протыкание ее иголкой или шилом с целью «выпустить газы», чтобы затем вставить аккумулятор обратно в телефон.

К сожалению, незадачливые авторы подобных видео и публикаций не объясняют людям, почему аккумулятор вздулся, а смело приступают к весьма сомнительным действиям, которые могут быть небезопасными как для человека, так и для устройства, в которое помещается такая батарея.

«Тренировать интеллект» и заниматься подобным восстановлением настоятельно не рекомендуется. Следует понимать, что любой литий-ионный аккумулятор — это, прежде всего, источник химических реакций, которые могут быть и токсичными, и взрывоопасными.

Вздутие АКБ может произойти как вследствие нарушения химических процессов внутри нее по причине заводского брака, так и по вине владельца гаджета, если эксплуатация была неправильной.

Если, к примеру, дешевый аккумулятор вздулся по причине дефекта при его изготовлении, следует задуматься, проверенным был производитель, и в следующий раз лучше приобрести батарею по более высокой цене, но с гарантией качества.

Также батареи вздуваются при попадании влаги внутрь, что, чаще всего, происходит по неосторожности владельца телефона или планшета. Если при зарядке телефона использовать неподходящее устройство, АКБ рано или поздно вздуется по причине высокого уровня тока, из-за которого нарушается скорость химических процессов внутри нее. Если телефон рассчитан на ток в 1А, зарядку с подачей тока в 2А использовать уже нельзя. Как альтернативу можно взять устройство с меньшим, но никак не с большим показателем тока — в случае, если «родная» зарядка утеряна, либо вышла из строя.

Использование АКБ в жарких климатических условиях тоже может стать причиной ее вздутия. Нельзя оставлять полностью заряженный телефон на жаре, а если батарея по каким-либо причинам вздулась, ее следует не разбирать и протыкать, а утилизировать и заменить на новую.

 

 

Как вам статья?

Ноутбук-Трансформер BMAX Y13 глазами Admin’a

Всем привет! Купил себе

Ноутбук

ультрабук BMAX Y13. Хочу поделиться впечатлениями от использования этого аппарата!

Характеристики ноутбука:

Марка: BMAX Y13
цвет: Космический серый
материал: Алюминиевый сплав
Операционные системы: Windows 10 (Автоматическая активация онлайн)
ЦПУ: Intel Gemini Lake N4120
Частота процессора: Четырёхъядерный процессор, 1,1 ГГц-2,6 ГГц
Технология процесса: 14nm
Потребляемая мощность: 6W
GPU: Intel UHD Graphics 600
Хранение кэша
ОЗУ: 8GB
Тип ОЗУ: LPDDR4
Жесткий диск: 256GB SSD
сеть:
Wi-Fi IEEE WLAN: 802.11ac / a / b / g / n / Диапазон: 2,4 ГГц / 5 ГГц
Bluetooth: 5.0

Функция Bluetooth: Поддерживает Bluetooth мышь, клавиатуру и другие Bluetooth устройства и передачу файлов
Экран размер: 13.3 дюйма
Соотношение Дисплей: 16: 9
Разрешение экрана: 1920 x 1080 (FHD)
Тип экрана: IPS (10-точечный мультитач)
Аудио видео
Тип камера: Single-камера
Передняя камера: 1. 0MP
Слот для карт TF: да
DC Jack: да
Type-C: Да (Тип-С * 2)
3,5 мм для наушников: да
Аккумулятор Тип: 5000 мАч / 7,6 В, литий-ионный полимерный Батарея

Мощность: 38Wh
Клавиатура Тип QWERTY
Подсветка клавиатуры: да
Вес продукта: 1.2500kg
Вес упаковки: 2.2000kg
Продукт размер 307.5mm (L) × 208 мм (Ш) × 14.7mm (Н)
Пакет размер 410мм (L) × 342mm (W) × 340 мм (Н)
Комплектация:
1.Y13 ноутбук * 1
2. Руководство пользователя * 1
3. Адаптер питания * 1 (EU / US / UK)
4. Гарантийный талон * 1

Приезжает ноутбук, завернутый в пупырку, в ней коробочка, а в коробке, еще коробочка: ноутбук и зарядка.

Красавец для подарка)

Зарядник имеет 3 вида вилки. Что актуально для попутешествовать.

Первое впечатление, такой тонкий и такой мелкий, что не типично после других ультрабуков. А еще робот пылесос его не считает за препятствие и катается по нему.

Зачем я его купил?
1) Старый ноут пал смертью храбрых, и нужна была замена (опыт показал что ноут 2012 года 15,6 большой и тяжелый)
2) Надо что-то компактное для поездок, обязательно на x64 архитектуре Windows для специфичного ПО, теста, и работы с железом.
3) Нужны современные порты полноценного Type-C.
4) Дисплей IPS.
5) Хочу чтоб в дороге его можно было юзать как планшет и автономность была хорошая.

6) Достал: сконетился на сервак, что надо сделал, поправил правила маршрутизатора и был таков молодец или в командировке отчет накидал, обзор накарябал!

Корпус алюминиевый, покрыт защитной пленкой и не зря.
За целый месяц носки я умудрился его где-то поцарапать, хотя старался носить бережно. Благо почти не задело только на пленке.

Логотип напоминает значок десептиконов, и каждый кто видит его, норовит в него потыкать, будто ноут трансформируется в робота.

Ноутбук легкий вес 1.

25 кг. Вертится свободно одной рукой.
Работает ноутбук под управлением windows 10 PRO. Что немаловажно лицензия и именно PRO.
Так как в ней есть оснастки и консоли админа, что вырезают в домашних версиях.
Благодаря шарнирному механизму, ноут можно легко трансформировать в планшет, windows предложит перейти в планшетный режим.
Наличие гироскопа перевернет картинку в удобное расположение. Это одна из причин почему выбор пал на этот ноут, хопс и у тебя планшет на винде на х64 архитектуре. Компактный мобильный, условно быстрый и с сенсорным дисплеем.

Железо:
Память: DDR4
8 гб озу не дадут ноутбуку захлебнуться 5 страницами браузера. Вполне комфортно, чтобы WIN10 не дергалась.

Ssd диск 240 GB, все грузиться, запускается быстро.

Приятный яркий дисплей ips в разрешении FULL-HD. Благодаря современному процессору intel N4120 приложения типа браузера, прошивальщики, плеера крутятся быстро и мы имеем современную периферию типа type-c который может и зарядиться и картинку через себя вывести.
Это одна из причин почему выбор пал на этот ноутбук, современная периферия и более шустрый проц. Благодаря ему ультрабук не охота разорвать на две части)

Имеет два порта Type-C, вот с этим не порядок. Хотелось бы в нагрузку порт USB-A, потому-то xeрова гора оборудования со

старым портом USB-A. Благо есть современный переходник, спасает от всего.

По данным производителя один из портов просто на передачу данных, а второй может дополнительно и зарядку, и на вывод картинки работать.
Проверим его на зарядку через порт Type-C.
Как я и говорил он умеет питаться напрямую от Type-C порта хоть и снабжен отдельным штекером, для зарядки.
Очень удобно брать один GaN зарядник и не париться по поводу зарядки для ноутбука и смартфона.
Вот оно будущее!

Телефон заряжаеться быстро и берет быструю зарядку с порта ноутбука

А вот тест ssd диска подключееного через кейс Baseus M2 SSD CAYPH-E0G

Паспортные показатели диска
SSD диск HFS253G3 Его паспортные показатели: (sata m. 2)
Максимальная скорость последовательного чтения (Мбайт/с) -540 Мбайт/с
Максимальная скорость последовательной записи (Мбайт/с) -250 Мбайт/с

на Стационаронм пк через usb 3.0 (2012 года)

Этот же диск на BMAX Y13 чрез type-c порт (почуствуй разницу в апгрейде и свежей переферии)

Проверим на вывод картинки через порт Type-C на HDMI.

Вроде как круто, но был в моей практике случай.

Манагеры заказывают, развлекаловку для детей, аля развитие личностного роста, а там серьезные дяди ни гoвнa, ни ложки, ни своего ноутбука, ни провода, ни проектора.
Условие транслировать картинку на тв в зал, в котором дети будут играть, и провода на тв, естественно быть не должно.
Miracast пришло твоё время. Благо ноут поддерживает!
Подключимся через ноутбук к телевизору по Miracast картинка идет! Есть инпут лаг в секунду, но это нормально для этой технологии.

WiFI: (сеть в целом)
За сеть в ультрабуке отвечает Wifi карта Intel AC9461 с одной антенной, ethernet порта нет, это бич современных ультрабуков, благо он есть на переходнике с type-C!

Тест Wifi 5GHZ сети по ipref3 (Могли бы поставить более производительную карточку wifi с двумя антеннами, но для большинства задач 99% этих скоростей с избытком)

Также есть современный bluetooth модуль 5,1 дальность его не большая, металлический корпус дает о себе знать, но посмотреть кино в наушниках вполне достаточно.

Дисплей: В меру яркий и приятный, но на этого малыша нет нужды смотреть его под углами.

Клавиатура: Сижу я как то ночью, печатаю обзор и думаю в голове, а было бы неплохо если клавиатура была с подсветкой, и внутренний голос в голове «Включи подсветку»!

В клавиатуре есть подсветка в 2 режима, минимал-максимум. Что очень удобно.

Клавиатура не имеет гравировки кириллицы. Лично для меня это не проблема, давно работает слепая печать, кому не хватает визуальной раскладки могут выгравировать или приклеить наклейки.

Звук:
За звук отвечает Realtek ALC269, вполне себе громкий приятный звук, не вызывает отвращения. Басов естественно почти нет ибо куда там динамики большие вставить.

Есть веб камера: Качество так себе как 0,3 mp, но микрофон во время звонка ловит звук хорошо.

Габариты: размеры очень компактны
Бывают моменты, что попадаешь в серверные, где в последний раз нога человека была в далеком предалеком году, года 4 -5 лет назад, лампы все выгорели.

Ты в кромешной тьме со светом телефона, экрана ноута или проникающим светом пытаешься разобрать почему сервак не отвечает по сети. В тот момент работая с оборудованием на коленке, или на запыленном само сборном системнике, а может на видео сервере. Благо миниатюрный размера ультрабука впишется везде. В закрытом состоянии размер 307.5мм × 208 мм.

Процессор: сердце устройства Intel® Celeron® N4120, не стоит ожидать от него чуда, потому не буду сюда грузить пресловутые синтетические бенчмарки, он не для игры, не для автокада!

Однако у этого процессора есть свои плюсы: модель относительно свежая на рынке 2019 года, и поэтому богатая поддержка интерфейсов, более высокая частота в турбо босте, и более современный тех. процесс.
Повторюсь: позволяет комфортно серфить интернет, работать с оборудованием и периферией, не желая располовинить его на две части.

Видеокарта (встроенная)
Ее хватит чтобы без проблем посмотреть Full-HD видео, и в принципе больше от нее ничего не требуется.

Но попробовать помучить все это хотелось. Качнул WoT.
Средний фпс в танках 20-35 на минимальных настройках. С таким фпс я играть отвык.
Если играть на Арте, то фпс около 30-50 кадров.
В общем вполне себе на арте можно время скоротать.

Ноутбук имеет сенсорный дисплей, емкостного типа. Удобен если забыл мышку можно потыкать в экран, не привычно по началу, но привыкаешь.
Учитывая габариты и поворотный механизм, это планшет и очень удобно.

Аккумулятор: по факту мне хватило зарядки просмотреть один сезон сериала на 7 часов 15 минут без какой-либо оптимизации (выставлен параметр(максимальная производительност) и ролик тянулся с сетевого хранилища, осталось 15% заряда, что вполне устраивает.

Хотелось бы упомнуть про Bios устройства: Что не типично для такого устройства.
Он просто с нереальным количесвом настроек и параметров, чего я неразу не видел на ноутах (bios у ноутов в болшинстве кастрированы по самое не хочу), параметров просто болеш чем даже в совремееных биосах стационарников.

Подводя итоги: так как ноут покупал я за свои, имея мощный стационарный комп, я не хотел покупать дорогой ноут.
Анализ нашего рынка показал, что все что у нас есть или дороже или морально отстает по реализации, потому ноут был выбран как золотая средина, чтоб можно было быть мобильным, иметь современную периферию, легкий вес, компактные габариты, и не быть совсем ущемлённым в мощностях. Модели с более слабыми процами уже не то, что было не раз опробовано на практике с учетом их реализации.
Ноутбуком я доволен на все 150%. ПО факту хотелось мобильности и удобства, не в ущерб комфорту чего я и получил.
Да он не вечен, но ка рабочая мобильная лошадка, она оправдает себя уже за пару недель!
Ноут куплен за свои:

Тем кто хочет купить, магазин дает скидку до 13.09.2020
по промокоду: BGBXY13SPP
Цена будет: 329.99$ вместо 359,99$ получаеться вразы дешевле чем на ali.

UPD
Можно еще цену скосить, по этой ссылке в честь 9,9VIP banggood. Cлева страницы можно кликунть на золотой купон и сыграть в игру, где ловишь купон!
Мне выпал купон 8/100 котрый срабатывает дополнительно с любым купоном в banggood.

UPD 16.09.2020
Купон обновлен: работает до до 30.09 (всего 5 шт)
319.99$ с купоном BGRUSBXY13

Литий-полимерные (Li-Poly) аккумуляторные батареи

 

Литий-полимерный элемент отличается от обычных аккумуляторных систем 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 допускает ионный обмен (ионы представляют собой электрически заряженные атомы или группы 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.

 

Литий-полимерные 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 технологии литий-полимерных аккумуляторов

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

 

Ограничения по содержанию лития для авиаперевозок

Авиапассажиры задают вопрос: «Сколько лития в батарее Я разрешил взять 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 для ручной клади, но их содержание лития не должно превышать следующего:

• 2 грамма для литий-металлических батарей или батарей из литиевого сплава
• 8 граммов для литий-ионных батарей
• Литий-ионные батареи свыше 8 граммов, но не более 25 граммов можно перевозить 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 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 перевозку литий-ионных аккумуляторов

Любой, кто отправляет 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 делается для упаковок, содержащих менее 8 граммов лития. Однако, если партия содержит более 24 литиевых элементов или 12 комплектов литий-ионных батарей, потребуется специальная маркировка и транспортные документы.На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи

Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, изложенными в ООН 3090 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.

 

Полимерные электролиты для литий-ионных аккумуляторов

. 1998 апр; 10 (6): 439-48.

doi: 10.1002/(SICI)1521-4095(199804)10:6<439::AID-ADMA439>3.0.CO;2-I.

В Х Мейер ¹

принадлежность

• ¹ Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Ackermannweg 10, D-55128 Майнц (Германия).

• PMID: 21647973
• DOI: 10.1002/(СИКИ)1521-4095(199804)10:6<439::AID-ADMA439>3.0.CO;2-I

В. Х. Мейер. Adv Mater. 1998 апрель

. 1998 апр; 10 (6): 439-48.

doi: 10.1002/(SICI)1521-4095(199804)10:6<439::AID-ADMA439>3.0.CO;2-I.

Автор

В Х Мейер ¹

принадлежность

• ¹ Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Ackermannweg 10, D-55128 Майнц (Германия).

• PMID: 21647973
• DOI: 10.1002/(SICI)1521-4095(199804)10:6<439::AID-ADMA439>3.0.CO;2-I

Абстрактный

Мотивация разработки литиевых батарей и обсуждение ионопроводящих полимеров в качестве сепараторов начинают этот обзор, который включает краткую историю исследований полимерных электролитов, сводку основных параметров, определяющих транспорт ионов лития в полимерных матрицах, и последствия для твердого полимерного электролита. разработка. Определены две основные стратегии применения ионопроводящих полимеров в качестве сепараторов в литиевых батареях: одна — разработка материалов с высокой проводимостью путем сшивания подвижных цепей с образованием сетей, которые затем набухают в растворах солей лития («гель-электролиты»). . Другим является создание твердых полимерных электролитов (ТПЭ) с надмолекулярной архитектурой, которые по своей сути обеспечивают значительно повышенную механическую прочность. Эти материалы пока демонстрируют относительно обычные уровни проводимости, но могут наноситься в виде очень тонких пленок. Ярким примером этого направления являются молекулярные композиты на основе поли(п-фенилен)-(ППФ)-армированных ТФЭ. Ни одна из стратегий пока не привела к «прорыву» в отношении технического применения, по крайней мере, не для транспортных средств с электрическим приводом. Перед использованием в качестве сепараторов гелевые электролиты должны быть упрочнены, а молекулярно-армированные твердые полимерные электролиты должны иметь повышенную проводимость.

© 1998 WILEY-VCH Verlag GmbH, Вайнхайм, Федерация. Респ. Германии.

Похожие статьи

• Ультратонкие, но прочные одинарные литий-ионные проводящие квазитвердотельные полимерные щеточные электролиты обеспечивают сверхдолговечный срок службы и отсутствие дендритов в литий-металлических батареях.

  Чжоу М., Лю Р., Цзя Д., Цуй Ю., Лю Ц., Лю С., Ву Д. Чжоу М и др. Adv Mater. 2021 июль;33(29):e2100943. doi: 10.1002/adma.202100943. Epub, 2 июня 2021 г. Adv Mater. 2021. PMID: 34076317

• Сепараторы литий-ионных аккумуляторов для ионно-жидких электролитов: обзор.

  Фрэнсис CFJ, Киратзис, Иллинойс, Best AS. Фрэнсис CFJ и др. Adv Mater. 2020 май;32(18):e1904205. doi: 10.1002/adma.201904205. Epub 2020 20 января. Adv Mater. 2020. PMID: 31957144 Обзор.

• Высокоэффективный полностью твердотельный полимерный электролит с контролируемым путем проводимости, образованный путем самосборки реактивного дискогена и иммобилизованный с помощью легкой фотополимеризации для литий-ионной батареи.

  Ван С., Лю С., Ван А., Ван З., Чен Дж., Цзэн Ц., Цзян С., Чжоу Х., Чжан Л. Ван С. и др. Интерфейсы приложений ACS. 2018 1 августа; 10 (30): 25273-25284. doi: 10.1021/acsami.8b04672. Epub 2018 19 июля. Интерфейсы приложений ACS. 2018. PMID: 29975039

• Разработка твердых полимерных электролитов на основе ПЭО для полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов.

  Цзян И, Ян С, Ма З, Мэй П, Сяо В, Ю К, Чжан И. Цзян И и др. Полимеры (Базель). 2018 7 ноября; 10 (11): 1237. doi: 10.3390/polym10111237. Полимеры (Базель). 2018. PMID: 30961162 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Обзор композитных электролитов на полимерной основе для литиевых аккумуляторов.

  Яо П., Ю. Х., Дин З., Лю Ю., Лу Дж., Лаворгна М., Ву Дж., Лю Х. Яо П. и др. Фронт хим. 2019 8 августа; 7:522. doi: 10.3389/fchem.2019.00522. Электронная коллекция 2019. Фронт хим. 2019. PMID: 31440498 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Улучшенные электрохимические характеристики композитного полимерного электролита на основе ПЭО с одноионно-проводящим полимером с привитыми наночастицами SiO ₂ .

  Лю С, Мао В, Гонг Дж, Лю Х, Шао Ю, Сунь Л, Ван Х, Ван С. Лю С и др. Полимеры (Базель). 2023 11 января; 15 (2): 394. doi: 10.3390/polym15020394. Полимеры (Базель). 2023. PMID: 36679274 Бесплатная статья ЧВК.

• Карбонилсодержащие твердые полимерные электролитные материалы-хозяева: проводимость и координация в поликетоновых, полиэфирных и поликарбонатных системах.

  Эрикссон Т., Гудла Х., Манабе Ю., Йонеда Т., Фризен Д., Чжан С., Инокума Ю., Бранделл Д., Миндемарк Дж. Эрикссон Т. и соавт. Макромолекулы. 2022 27 декабря; 55 (24): 10940-10949. doi: 10.1021/acs.macromol.2c01683. Epub 2022 7 декабря. Макромолекулы. 2022. PMID: 36590372 Бесплатная статья ЧВК.

• Последние достижения и проблемы в водных литий-воздушных батареях, связанные с сепаратором с твердым электролитом: мини-обзор.