Батерията е най-важната електроника във вашия хардуер. Но как да сте сигурни, че ще изберете персонализираната литиево-йонна батерия, подходяща за вашия хардуер?
Тази статия включва две части, за да демонстрира въпроса. Част 1 обсъжда важните съображения при избора на правилната батерия за потребителско приложение. Те включват възможност за презареждане, енергийна плътност, плътност на мощността, срок на годност, безопасност, форм-фактор, цена и гъвкавост. Част 2 ще разгледа как химията влияе върху важни показатели на батерията и следователно избора на батерия за вашето приложение. В част 3 ще разгледаме обичайните химикали на вторичните батерии.
НЯКОИ ВАЖНИ СЪОБРАЖЕНИЯ ПРИ ИЗБОРА НА БАТЕРИЯ СА:
1. Първична срещу вторична – Един от първите избори при избора на батерия е да решите дали приложението изисква първични (за еднократна употреба) или вторични (акумулаторни) батерии. В по-голямата си част това е лесно решение за дизайнера. Приложения с периодична периодична употреба (като аларма за дим, играчка или фенерче) и приложения за еднократна употреба, при които зареждането става непрактично, изискват използването на основна батерия. Добри примери са слухови апарати, часовници (умните часовници са изключение), поздравителни картички и пейсмейкъри. Ако батерията трябва да се използва непрекъснато и за дълги периоди от време, като например в лаптоп, мобилен телефон или смарт часовник, акумулаторната батерия е по-подходяща.
Първичните батерии имат много по-ниска степен на саморазреждане - привлекателна характеристика, когато зареждането не е възможно или практично преди първа употреба. Вторичните батерии са склонни да губят енергия с по-висока скорост. Това е по-малко важно в повечето приложения поради възможността за презареждане.
2. Енергия срещу мощност - Времето на работа на батерията се определя от капацитета на батерията, изразен в mAh или Ah, и е разрядният ток, който батерията може да осигури с течение на времето.
Когато сравнявате батерии с различен химичен състав, е полезно да разгледате енергийното съдържание. За да получите енергийното съдържание на батерия, умножете капацитета на батерията в Ah по напрежението, за да получите енергия в Wh. Например никел-метал-хидридна батерия с 1,2 V и литиево-йонна батерия с 3,2 V може да имат същия капацитет, но по-високото напрежение на литиево-йонната ще увеличи енергията.
Напрежението на отворена верига обикновено се използва при енергийни изчисления (т.е. напрежение на батерията, когато не е свързана към товар). Но както капацитетът, така и енергията са силно зависими от скоростта на източване. Теоретичният капацитет се определя само от активните електродни материали (химия) и активната маса. И все пак практическите батерии постигат само малка част от теоретичните числа поради наличието на неактивни материали и кинетични ограничения, които предотвратяват пълното използване на активните материали и натрупването на продукти от разряд върху електродите.
Производителите на батерии често определят капацитет при дадена скорост на разреждане, температура и напрежение на прекъсване. Определеният капацитет ще зависи и от трите фактора. Когато сравнявате оценките на капацитета на производителя, не забравяйте да разгледате по-специално скоростите на изтичане. Батерия, която изглежда, че има висок капацитет в спецификационния лист, може действително да работи лошо, ако изтичането на ток за приложението е по-високо. Например батерия с капацитет 2 Ah за 20-часово разреждане не може да достави 2 A за 1 час, но ще осигури само част от капацитета.
Батериите с висока мощност осигуряват възможност за бързо разреждане при високи скорости на изтощаване, като например в електрически инструменти или приложения за стартерни батерии на автомобили. Обикновено батериите с висока мощност имат ниска енергийна плътност.
Добра аналогия за мощност срещу енергия е да помислим за кофа с чучур. По-голямата кофа може да побере повече вода и е подобна на батерия с висока енергия. Размерът на отвора или чучура, от който водата напуска кофата, е подобен на мощността – колкото по-висока е мощността, толкова по-висока е скоростта на източване. За да увеличите енергията, обикновено увеличавате размера на батерията (за дадена химия), но за да увеличите мощността, намалявате вътрешното съпротивление. Конструкцията на клетките играе огромна роля за получаване на батерии с висока плътност на мощността.
Трябва да можете да сравнявате теоретични и практически енергийни плътности за различни химии от учебниците за батерии. Въпреки това, тъй като плътността на мощността е толкова силно зависима от конструкцията на батерията, рядко ще намерите тези стойности в списъка.
3. Напрежение – Работното напрежение на батерията е друго важно съображение и се определя от използваните електродни материали. Полезна класификация на батериите тук е да се разгледат батерии на водна или водна основа спрямо химикали на основата на литий. Оловна киселина, цинков въглерод и никелов метален хидрид използват електролити на водна основа и имат номинално напрежение в диапазона от 1,2 до 2 V. Литиевите батерии, от друга страна, използват органични електролити и имат номинално напрежение от 3,2 до 4 V (както първично, така и втори).
Много електронни компоненти работят при минимално напрежение от 3 V. По-високото работно напрежение на базираните на литий химикали позволява да се използва една клетка вместо две или три клетки на водна основа в серия, за да се постигне желаното напрежение.
Друго нещо, което трябва да се отбележи, е, че някои химикали на батерии като Zinc MnO2 имат наклонена крива на разреждане, докато други имат плосък профил. Това влияе на напрежението на прекъсване (фиг. 3).
Фигура 3: График на напрежението въз основа на химическия състав на батерията
VTC Power напрежение парцел батерия по химия
4. Температурен диапазон – химията на батерията диктува температурния диапазон на приложението. Например цинково-въглеродните клетки на воден електролит не могат да се използват под 0°C. Алкалните клетки също показват рязък спад в капацитета при тези температури, макар и по-малък от цинковъглеродните. Литиевите първични батерии с органичен електролит могат да работят до -40°C, но със значителен спад в производителността.
При акумулаторни приложения литиево-йонните батерии могат да се зареждат с максимална скорост само в рамките на тесен прозорец от около 20° до 45°C. Извън този температурен диапазон трябва да се използват по-ниски токове/напрежения, което води до по-дълго време за зареждане. При температури под 5° или 10°C може да се наложи бавно зареждане, за да се предотврати страховитият проблем с литиево-дендритното покритие, което увеличава риска от термично бягство (всички сме чували за експлодиращи литиеви батерии, което може да се случи в резултат на от презареждане, зареждане при ниска или висока температура или късо съединение от замърсители).
ДРУГИТЕ СЪОБРАЖЕНИЯ ВКЛЮЧВАТ:
5. Срок на годност – Това се отнася до това колко дълго батерията ще стои в склад или на рафт, преди да бъде използвана. Първичните батерии имат много по-дълъг живот от вторичните. Срокът на годност обаче обикновено е по-важен за първичните батерии, тъй като вторичните батерии имат способността да се презареждат. Изключение е, когато презареждането не е практично.
6. Химия – Много от свойствата, изброени по-горе, са продиктувани от клетъчната химия. Ще обсъдим общодостъпните химикали на батериите в следващата част от тази поредица от блогове.
7. Физически размер и форма – Батериите обикновено се предлагат в следните размерни формати: бутонни/монетни клетки, цилиндрични клетки, призматични клетки и торбички (повечето от тях в стандартизирани формати).
8. Цена – Има моменти, когато може да се наложи да пропуснете батерия с по-добри характеристики на производителност, тъй като приложението е много чувствително към разходите. Това важи особено за приложения за еднократна употреба с голям обем.
9. Транспортиране, разпоредби за изхвърляне – Транспортирането на литиеви батерии е регулирано. Изхвърлянето на определени химикали на батериите също е регламентирано. Това може да е съображение за приложения с голям обем.
10. Безопасността на литиевите батерии на производителя. Някои производители дори не са направили никакъв тест за безопасност и надеждност в собствената си страна преди масовото производство. Това представлява голяма опасност при крайното приложение.
Има много съображения при избора на батерия. Няколко от тях са свързани с химията, докато други са свързани с дизайна, конструкцията и възможностите на производителя на батерията. Изберете най-опитния производител на литиево-йонна батерия е най-важният. VTC Power Co., Ltd, специализирана в производството на литиево-йонна батерия от 20 години и дай най-доброто предложение за теб！
VTC Power Co., Ltd
Тел: 0086-0755-32937425
Факс: 0086-0755-05267647
Добави: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Huizhou City, Китай
Имейл: info@vtcpower.com
уебсайт: http://www.vtcpower.com
ключови думи: #персонализирана литиево-йонна батерия #Първична срещу вторична батерия#Литиево-йонна батерия #Физически размер и форма #производство на литиево-йонна батерия # цилиндрични клетки# призматични клетки #срок на годност#Транспортиране на батерии на базата на литий#безопасност на литиевата батерия#VTC Power Co .,ООД
