Индустриални новини

Как да изберем персонализирана литиево-йонна батерия, подходяща за вашия хардуер?

2021-02-10
Батерията е най-важната електроника във вашия хардуер. Но как да се уверите, че сте избрали персонализираната литиево-йонна батерия, подходяща за вашия хардуер?

Тази статия включва две части за демонстрация на въпроса. Част 1 обсъжда важните съображения при избора на подходящата батерия за потребителско приложение. Те включват акумулаторна батерия, енергийна плътност, плътност на мощността, срок на годност, безопасност, форм-фактор, цена и гъвкавост. Част 2 ще разгледа как химията влияе на важните показатели на батерията и следователно избора на батерията за вашето приложение. В част 3 ще разгледаме често срещаните химикали за вторични батерии.


НЯКОИ ВАЖНИ СЪОБРАЖЕНИЯ ПРИ ИЗБОР НА БАТЕРИЯ СА:

1. Основен срещу вторичен - Един от първите избори при избора на батерии е да се реши дали приложението изисква първични (еднократна употреба) или вторични (акумулаторни) батерии. В по-голямата си част това е лесно решение за дизайнера. Приложения с периодична периодична употреба (като димна аларма, играчка или фенерче) и приложения за еднократна употреба, при които зареждането става непрактично, оправдават използването на първична батерия. Слуховите апарати, часовниците (умните часовници са изключение), поздравителните картички и пейсмейкърите са добри примери. Ако батерията трябва да се използва непрекъснато и за дълги периоди от време, например в лаптоп, мобилен телефон или смарт часовник, по-подходяща е акумулаторна батерия.

Първичните батерии имат много по-ниска степен на саморазряд - привлекателна характеристика, когато зареждането не е възможно или практично преди първата употреба. Вторичните батерии обикновено 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 диктува от капацитета на батерията, изразен в mAh или Ah и е разрядният ток, който батерията може да осигури с течение на времето.

Когато сравняваме батерии с различна химия, е полезно да разгледаме енергийното съдържание. За да получите енергийното съдържание на батерията, умножете капацитета на батерията в Ah по напрежението, за да получите енергия в Wh. Например, никел-метална 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 би увеличило енергията.

Напрежението на отворената верига обикновено се използва при изчисления на енергията (т.е. напрежение на батерията, когато не е свързано към товар). Както капацитетът, така и енергията обаче са силно зависими от скоростта на източване. Теоретичният капацитет се диктува само от активни електродни материали (химия) и активна маса. И все пак практичните батерии постигат само малка част от теоретичните числа поради наличието на неактивни материали и кинетични ограничения, които предотвратяват пълноценното използване на активните материали и натрупването на разрядни продукти върху електродите.

Производителите на батерии често определят капацитета при дадена скорост на разреждане, температура и изключващо напрежение. Посоченият капацитет ще зависи от трите фактора. Когато сравнявате рейтингите на производителя, не забравяйте да погледнете по-специално процентите на източване. Батерията, която изглежда с висок капацитет на спецификационен лист, всъщност може да се представи лошо, ако текущото източване на приложението е по-високо. Например, батерия с мощност 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 източване, като например в електрически инструменти или приложения за автомобилни стартерни батерии. Обикновено батериите с висока мощност имат ниска енергийна плътност.

Добра аналогия за мощност срещу енергия е да се мисли 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-голяма 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. Клетъчната конструкция играе огромна роля при получаването на батерии с висока плътност на мощността.




Би трябвало да можете да сравнявате теоретичната и практическата енергийна плътност за различни химикали от учебниците за батерии. Тъй като обаче плътността на мощността зависи толкова силно от конструкцията на батерията, рядко ще намерите тези стойности в списъка.

3. Напрежение - Работното напрежение на акумулатора е друго важно съображение и се диктува от използваните електродни материали. Полезна класификация на батериите тук е да се разгледат водни или водни батерии спрямо химикали на литиева основа. Оловната киселина, цинковият въглерод и никеловият метален хидрид използват електролити на водна основа и имат номинални напрежения от 1,2 до 2 V. Литиевите батерии, от друга страна, използват органични електролити и имат номинални напрежения от 3,2 до 4 V (както първични, така и втори).

Много електронни компоненти работят при минимално напрежение от 3 V. По-високото работно напрежение на химикалите, базирани на литий, позволява да се използва една клетка, а не две или три водни бази в последователност, за да се получи 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 граничното напрежение (Фигура 3).

Фигура 3: График на напрежението въз основа на химията на батерията

VTC захранващо напрежение батерия за химия
4. Температурен диапазон - Химията на батерията диктува температурния диапазон на приложението. Например водни електролитни цинково-въглеродни клетки не могат да се използват под 0 ° C. Алкалните клетки също показват рязък спад в капацитета при тези температури, макар и по-малко от цинков въглерод. 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 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 струйно зареждане, за да се предотврати ужасяващият проблем с литиевото дендритно покритие, което увеличава риска от термично изтичане (всички сме чували за експлозия на литиеви батерии, което може да се случи в резултат на презареждане, зареждане с ниска или висока температура или късо съединение от замърсители).

ДРУГИ 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 срок на годност, отколкото вторичните. Срокът на годност обаче 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 изброените по-горе свойства се диктуват от клетъчната химия. Ще обсъдим общодостъпните химикали за батерии в следващата част от тази поредица от блогове.

7. Физически размер и форма - Батериите обикновено се предлагат в следните формати с размери: клетки с бутони / монети, цилиндрични клетки, призматични клетки и торбички (повечето от тях в стандартизирани формати).

8. Разходи - Има моменти, в които може да се наложи да прехвърлите 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. Наредби за транспортиране, изхвърляне - Регулиран е транспортът на литиеви батерии. Изхвърлянето на някои химикали на батерии също е регламентирано. Това може да е съображение за приложения с голям обем.

10. Безопасност на литиевата батерия на производителя. Някои производители дори не са направили собствен тест за безопасност и надеждност преди масово производство. Това представлява голямата опасност в крайното приложение.


Има много съображения при избора на батерия. Някои от тях са свързани с химията, докато други са свързани с дизайна на батерията, конструкцията и възможностите на производителя. Изберете най-опитния производител на литиево-йонни батерии е най-важното. VTC Power Co., Ltd, специализирано в производството на литиево-йонни батерии в продължение на 20 години и дайте най-доброто предложение за вас


VTC Power Co., Ltd.

Тел: 0086-0755-33065435

Факс: 0086-0755-05267647

Добавете: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Huizhou City, China

E-mail:[email protected]

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 # Транспорт на литиево-йонни батерии # Литиева батерия безопасност # VTC Power Co ., ООД