Noi de multe ori nedumerit de anunţuri de baterii noi, care se spune pentru a oferi densitati foarte mari de energie, oferă 1000 de încărcare / descărcare şi de ciclu sunt de hârtie subţire. Sunt ele reale? Poate - dar nu în una şi aceeaşi baterie. În timp ce un tip de baterie poate fi proiectat pentru dimensiuni mici şi Runtime lung, acest pachet nu va dura şi uza prematur. Un alt Bateria poate fi construit pentru viata lunga, dar dimensiunea este mare şi voluminoase. O baterie terţă poate oferi toate atributele dorite, dar preţul ar fi prea mare pentru uz comercial.
Producătorii de baterii şi sunt conştienţi de nevoile clienţilor şi au răspuns prin oferirea de pachete care se potrivesc cel mai bine aplicaţiile specifice. Industria de telefonie mobilă este un exemplu de adaptare inteligent. Accentul este pus pe dimensiuni mici, densitate energetică ridicată şi preţ scăzut. Longevitatea vine în a doua.
Inscripţia de NiMH pe un pachet de baterii nu garantează în mod automat o densitate energetică ridicată. Un prismatic nichel-metal acumulator NiMH pentru un telefon mobil, de exemplu, este făcut pentru geometrie subţire. Un astfel de pachet oferă o densitate de energie de aproximativ 60Wh/kg şi numărul de ciclu este de aproximativ 300. În comparaţie, un cilindric NiMH oferă densităţi de energie de 80Wh/kg şi mai mari. Totuşi, numărul de ciclul de acest acumulator este moderat de scăzută. De înaltă durabilitate baterii NiMH, care durează de 1000 de evacuări, sunt de obicei ambalate în celule voluminoase cilindrice. Densitatea de energie a acestor celule este o 70Wh/kg modest.
Compromisurile există, de asemenea, pe bază de baterii litiu-. Li-ion sunt pachete de produse pentru aplicaţii de apărare care depăşesc cu mult densitatea de energie a echivalent comerciale.Din păcate, aceste super-mare capacitate Li-ion sunt considerate nesigure în mâinile publicului şi preţul ridicat le pune la îndemâna din piaţa comercială.
In acest articol ne uităm la avantajele şi limitările bateriei comercial. Bateria aşa-numitul miracol care trăiesc doar în medii controlate este exclusă. Am examinează bateriile, nu numai în ceea ce priveşte densitatea de energie, dar, de asemenea, longevitate, caracteristicile de sarcină, cerinţele de întreţinere, de auto-descărcare de gestiune şi costurile operaţionale. Deoarece NiCd ramane un standard faţă de care alte baterii sunt comparate, vom evalua biochimice alternative împotriva acestui tip de baterie clasic.
-Nichel-cadmiu (NiCd) - mature şi bine înţeles, dar relativ scăzută în densitate de energie. NiCd este utilizat în cazul în care viaţă lungă, rata de descarcare mare si pretul economic sunt importante. Principalele aplicaţii sunt două căi radio, echipamente biomedicale, camere video profesionale şi instrumente de putere. NiCd conţine metale toxice şi este mediul neprietenos.
-Nichel-metal NiMH (NiMH) - are o densitate de energie mai mare comparativ cu NiCd, la cheltuieli de ciclu de viaţă redusă. NiMH nu conţine metale toxice. Aplicatiile includ telefoane mobile si laptop-uri.
-Acid de plumb - cel mai economic pentru aplicaţii de putere mai mari în cazul în care greutatea este de îngrijorare mic. Bateria plumb-acid este alegerea preferată pentru echipamente de spital, scaune cu rotile, iluminat de urgenţă şi sisteme de UPS.
-Litiu-ion (Li-Ion) - cel mai rapid sistem de baterii creştere. Li-ion este folosită în cazul în care de înaltă densitate de energie şi uşor, este de primă importanţă. Tehnologia este fragilă şi un circuit de protecţie este necesară pentru a asigura securitatea. Aplicatiile includ laptopuri şi telefoane celulare.
-Lithium Ion Polymer (Li-ion polimer) - oferă atributele de Li-ion în ultra-subţire geometrie şi ambalare simplificată. Principalele aplicaţii sunt telefoanele mobile.
Figura 1 compară caracteristicile celor şase sistemele cele mai des folosite de baterii reîncărcabile, în ceea ce priveşte densitatea de energie, ciclul de viaţă, cerinţele de exerciţii fizice şi de cost.Cifrele se bazează pe evaluări medie a bateriilor comercial disponibile la momentul publicării.
NiCd | NiMH | Acid de plumb | Li-Ion | Li-ion polimer | Refolosibile Alcalin | ||
| |||||||
| Gravimetrică densitate de energie(Wh / kg) | 45-80 | 60-120 | 30-50 | 110-160 | 100-130 | 80 (iniţial) | |
| Rezistenta interna (Include circuite periferice), în mΩ | 100 - 200 1 6V Pack | 200 - 300 1 6V Pack | <100 1 12V Pack | 150 - 250 1 7.2V Pack | 200 - 300 1 7.2V Pack | 200 - 2000 1 6V Pack |
| Ciclul de viaţă (la 80% din capacitatea iniţială) | 1500 2 | 300 - 500 2,3 | 200 până la 300 2 | 500 - 1000 3 | 300 şi până la 500 | 50 3 (La 50%) |
| Timp de incarcare rapid | Tipic 1h | 2-4h | 8-16h | 2-4h | 2-4h | 2-3h |
| Toleranţa supraîncărcării | moderată | scăzut | mare | foarte scăzut | scăzut | moderată |
| Auto-descărcare de gestiune / Luna(temperatura camerei) | 20% 4 | 30 4% | 5% | 10% 5 | ~ 10 5% | 0,3% |
| Celula de tensiune(nominal) | 1.25V 6 | 1.25V 6 | 2V | 3.6V | 3.6V | 1.5V |
| Încărcaţi curent - Vârf - Cel mai bun rezultat | 20C 1C | 5C 0.5C sau mai mică | 5C 7 0.2C | > 2C 1C sau mai mică | > 2C 1C sau mai mică | 0.5C 0.2C sau mai mică |
| Temperatura de operare (de descărcare de gestiune numai) | De la -40 la 60 ° C | -20 La 60 ° C | -20 La 60 ° C | -20 La 60 ° C | De la 0 la 60 ° C | De la 0 la 65 ° C |
| Cerinţa de întreţinere | 30 la 60 de zile | 60 la 90 de zile | 3 până la 6 luni 9 |
| Tipic baterie cost (US $, numai de referinţă) | 50 dolari (7.2V) | 60 dolari (7.2V) | 25 dolari (6V) | 100 dolari (7.2V) | 100 dolari (7.2V) | 5 dolari (9V) |
| Costul per ciclu (US $)11 | 0.04 dolari | 0.12 dolari | 0.10 dolari | 0.14 dolari | 0.29 dolari | $ 0.10-0.50 |
1. Rezistenţa internă a bateriei variază în funcţie de evaluare de celule, de tipul de circuit de protecţie şi numărul de celule. Circuit de protecţie de Li-Ion si Li-polimer adaugă aproximativ 100mΩ.
2. Ciclul de viaţă se bazează pe baterie primirea de întreţinere periodică. Neputând să se aplice periodice cicluri complete de descărcare de gestiune poate reduce ciclul de viaţă cu un factor de trei.
3. Ciclul de viaţă se bazează pe adâncimea de descărcare de gestiune. Evacuările Shallow oferi mai multe cicluri decât evacuările profunde.
4. Descărcarea de gestiune este cel mai mare imediat după încărcare, apoi se ingusteaza off.Capacitatea de NiCd scade 10% în primele 24 de ore, apoi scade la aproximativ 10% la fiecare 30 de zile după aceea. De auto-descărcare creşte cu temperatura mai mare.
5. Circuitelor interne de protecţie a consuma de obicei 3% din energia stocată pe lună.
6. 1.25V este tensiunea de celule deschise. 1.2V este valoarea de frecvent utilizat. Nu este nici o diferenţă între celule, aceasta este pur şi simplu o metodă de evaluare.
7. Capabile de impulsuri de curent mare
8. Se aplică doar pentru a îndeplini; Temperatura taxa este mult mai limitat.
9. De întreţinere poate fi în formă de "egalizare" sau "topping" taxă.
10.Costul de baterii pentru dispozitive portabile disponibile comercial.
11.Derivat din preţul bateriei împărţit de ciclu de viaţă. Nu include costurile de energie electrică şi încărcătoare.
Observaţie: Este interesant de notat că NiCd are cel mai scurt timp taxa, ofera cea mai mare curentul de sarcină şi oferă cel mai mic total cost-pe-ciclu, dar are cele mai exigente cerinţe de întreţinere
Acumulator Nichel-cadmiu (NiCd)
NiCd preferă taxa de rapid pentru a încetini de încărcare şi de a percepe taxa de pulsul DC. Toate altor compusi prefera o descărcare de gestiune superficial şi curenţi de sarcină moderate. NiCd este un lucrător puternic şi tăcut; forţei de muncă grea ridică nici o problemă. De fapt, NiCd este tipul de baterie care efectuează numai de bine în condiţii riguroase de muncă. Ea nu-i place să fie răsfăţat stând în încărcătoare de zile şi de a fi utilizat numai ocazional, pentru perioade scurte de timp. O descărcare periodică completă este atât de important ca, în cazul în care a omis, cristale de mari dimensiuni se vor forma pe plăcile de celule (de asemenea denumit de memorie) si NiCd va pierde treptat performanţa sa.
Dintre bateriile reincarcabile, NiCd ramane o alegere populara pentru aplicaţii cum ar fi două căi radio, echipament medical de urgenţă şi instrumente electrice. Baterii cu densităţi mai ridicate la energie şi metale mai puţin toxice sunt provocând o diversiune de la NiCd la tehnologii mai noi.
Avantaje şi limitări de baterii NiCd
| ||
| ||
Avantaje
|
Încărcare rapidă şi simplă - chiar şi după depozitare prelungită.
Numărul mare de încărcare / descărcare cicluri de - dacă sunt corect întreţinute, NiCd oferă peste 1000 de încărcare / descărcare cicluri.
De performanţă sarcină bună - NiCd permite reîncărcare la temperaturi scăzute.
Perioada de valabilitate lung - în orice stare-de-taxa.
Simplu de stocare şi transport - cele mai multe companii transport aerian accepta NiCd, fără condiţii speciale.
Bună performanţă scăzută temperatură.
Iertarea dacă abuzat - NiCd este una dintre cele mai rezistente baterii reincarcabile.
Punct de vedere economic preţ - NiCd este bateria cel mai mic cost în termeni de cost pe ciclu.
Disponibil într-o gamă largă de dimensiuni şi opţiuni de performanţă - cele mai multe celule NiCd sunt cilindrice.
| |
Limitări
|
Densitatea de energie relativ mică - în comparaţie cu sistemele mai noi.
Efect de memorie - NiCd trebuie să fie exercitate periodic pentru a preveni memorie.
Neprietenoase mediului inconjurator - NiCd contine metale toxice. Unele ţări se limitează utilizarea a bateriei NiCd.
Are relativ mare de auto-descărcare de gestiune - are nevoie de reîncărcare, după depozitare.
|
Acumulatori Nichel-metal NiMH (NiMH)
De cercetare a sistemului NiMH a început în anii 1970 ca un mijloc de a descoperi modul de a stoca hidrogen pentru baterie nichel hidrogen. Astăzi, bateriile pe bază de hidrogen nichel sunt utilizate în principal pentru aplicaţiile de sateliţi. Acestea sunt voluminoase, contin de înaltă presiune din oţel şi canistre costa mii de dolari per celulă.
În primele zile experimentale ale bateriei NiMH, aliaje de metal hidrură au fost instabile în mediul de celulă şi de caracteristicile dorite de performanţă nu ar putea fi atins. Ca urmare, dezvoltarea de NiMH încetinit. Aliaje noi hidrură au fost dezvoltate în anii 1980, care au fost suficient de stabil pentru utilizarea într-o celulă. Începând cu sfârşitul anilor 1980, NiMH a fost constant îmbunătăţit.
Succesul NiMH a fost determinată de densitatea sa mare de energie şi utilizarea metalelor ecologice. Modernă NiMH oferă până la 40 la suta mai mare densitate de energie în comparaţie cu NiCd. Există un potenţial de capacităţi încă mai mari, dar nu fără unele efecte secundare negative.
NiMH este mai durabil decat NiCd. Ciclism în sarcină grea şi de depozitare la temperatura ridicată reduce durata de viaţă. NiMH suferă de mare de auto-descărcare de gestiune, care este considerabil mai mare decât cea a NiCd.
NiMH a fost înlocuirea NiCd în pieţe, cum ar fi comunicaţiile fără fir şi de calcul mobil. În multe părţi ale lumii, cumpărătorul este încurajat să utilizeze mai degrabă decât bateriile NiMH NiCd. Acest lucru se datorează de a preocupărilor legate de mediu cu privire la eliminarea neglijentă a bateriei uzat.
Experţii sunt de acord că NiMH-a îmbunătăţit foarte mult de-a lungul anilor, dar rămân limitări. Cele mai multe dintre deficienţele sunt nativi de tehnologie pe bază de nichel şi sunt partajate cu acumulator NiCd. Este unanim acceptat faptul că NiMH este un pas intermediar pentru tehnologie de baterii litiu.
| |||
Avantaje şi limitări de baterii NiMH
| |||
| |||
Avantaje
|
30 - 40 la suta mai mare capacitate de peste o NiCd standard. NiMH are un potential pentru inca densităţi mai mari de energie.
Mai putin predispus la memorie decat NiCd. Cicluri de exerciţii periodice sunt necesare mai multe ori.
Simplu de stocare şi transport - condiţii de transport nu sunt supuse controlului de reglementare.
Ecologic - conţine doar toxinele uşoare; profitabil pentru reciclare.
| ||
Acumulatori Plumb Acid
Inventat de fizicianul francez Gaston Plante în 1859, cu plumb a fost prima baterie reîncărcabilă pentru uz comercial. Astăzi, inundat de plumb acid de baterie este folosit in automobile, stivuitoare şi de mare de alimentare cu energie neintreruptibila (UPS) sisteme.
În timpul mijlocul anilor 1970, cercetatorii au dezvoltat o întreţinere fără baterie plumb acid, care ar putea funcţiona în orice poziţie. Electrolit lichid a fost transformat în separatoare de umezi şi a incintei a fost pecetluită. Supape de siguranţă au fost adăugate pentru a permite evacuarea de gaze în timpul de încărcare şi descărcare.
Motivat de aplicaţii diferite, două denumiri baterie a apărut. Ele sunt mici de acid de plumb sigilate (SLA), de asemenea, cunoscut sub numele de marca de Gelcell, şi acidul mare valva de plumb reglementate (VRLA). Punct de vedere tehnic, ambele baterii sunt la fel. (Ingineri poate argumenta că "plumb-acid sigilat", cuvântul este un termen impropriu, deoarece nici o baterie plumb acid poate fi complet închis.) Din cauza accentul nostru la data de baterii portabile, ne concentrăm pe SLA.
Spre deosebire de bateria inundate de acid de plumb, atât SLA şi VRLA sunt proiectate cu un nivel scăzut de peste tensiune potenţialul de a interzice de la bateria ajunge de gaze generatoare de potenţial în timpul încărcării. Excesul de taxare ar putea provoca gazare şi apă epuizarea. Prin urmare, aceste baterii nu poate fi perceput la potenţialul lor maxim.
Plumb-acid nu este supusă la memorie. Lăsarea acumulatorului la taxa de plutire pentru o perioadă mai lungă nu produce daune. Retenţie de încărcare a bateriei este cel mai bun dintre baterii reincarcabile. Întrucât NiCd auto de evacuările de aproximativ 40 la suta din energia stocată în trei luni, SLA auto-evacuările de aceeaşi sumă într-un an. SLA este relativ ieftin să cumpere, dar costurile de funcţionare pot fi mult mai costisitoare decât în cazul în care NiCd cicluri complete sunt necesare pe o bază repetitivă.
SLA nu se pretează la încărcarea rapidă - ori tipice de încărcare este de 8 la 16 ore. SLA trebuie întotdeauna să fie stocate într-un stat perceput. Lăsarea acumulatorului într-o stare descărcată provoaca sulfatare, o condiţie care face bateria dificilă, dacă nu imposibil, să reîncărcaţi.
Spre deosebire de NiCd, SLA nu-i plac ciclism profund. O descărcare de gestiune complet cauzeaza presiune suplimentară şi pentru fiecare ciclu fură bateria de o cantitate mica de capacitate. Această caracteristică de uzură în jos, de asemenea, se aplică la baterie biochimice alte grade diferite. Pentru a preveni bateria de la a fi subliniat prin descărcarea de gestiune profundă repetitiv, o baterie SLA mai mare este recomandat.
În funcţie de adâncimea de descărcare de gestiune şi de temperatura de funcţionare, SLA oferă 200 la 300 de descărcare de gestiune / cicluri de încărcare. Motivul principal pentru viaţa sa ciclu relativ scurt, este grila de coroziune de electrodul pozitiv, epuizarea din acelaşi material activ şi extindere a plăcilor pozitive. Aceste modificări sunt cea mai raspandita la temperaturi de funcţionare mai ridicate. Ciclism nu a preveni sau a inversa tendinţa.
Temperatura de funcţionare optimă pentru SLA şi bateria VRLA este de 25 ° C (77 ° F). Ca o regulă de degetul mare, la fiecare 8 ° C (15 ° F), în creştere de temperatură va reduce în jumătate de viaţă a bateriei. VRLA, care va dura timp de 10 ani la 25 ° C, va fi numai bun pentru 5 ani, în cazul în care funcţionează la 33 ° C (95 ° F). Aceeaşi baterie ar putea suporta un pic mai mult de un an, la o temperatură de 42 ° C (107 ° F).
Printre baterii reincarcabile moderne, familia bateria plumb acid are cea mai mică densitate de energie, făcându-l nepotrivit pentru dispozitivele mobile care au nevoie de dimensiunea compactă.În plus, performanta la temperaturi joase este slabă.
SLA este evaluat la o descărcare de gestiune de 5 ore sau 0.2C. Unele baterii sunt chiar evaluat la un proces lent de 20 de ore de descărcare de gestiune. Ori mai lung de descărcare de gestiune producă valori mai mari de capacitate. SLA funcţionează bine pe curenti de impulsuri de mare. În timpul acestor impulsuri, rate de descărcare de gestiune şi în exces de 1C pot fi trase.
În ceea ce priveşte eliminarea, SLA este mai puţin dăunător decât bateria NiCd, dar conţinutul de plumb ridicat face SLA mediu neprietenos.
Avantaje şi limitări ale Baterii cu plumb
| ||
| ||
Avantaje
|
Ieftin şi simplu să producă - în termeni de cost pe watt oră, SLA este de cel puţin costisitoare.
Tehnologie matură, de încredere şi bine-înţeles - când sunt utilizate corect, SLA este durabil şi oferă servicii de încredere.
Scăzut de auto-descărcare de gestiune, rata de auto-descărcare de gestiune este printre cele mai mici în batterysystems reîncărcabile.
Cerinţe reduse de întreţinere - nu de memorie, nu electrolit pentru a umple.
Capabile de rate de descărcare de gestiune ridicate.
| |
Limitări
Nu pot fi stocate într-o stare descărcată.
Densitatea de energie redus - sărace greutate-la-energie limitele de densitate pentru a folosi aplicaţiile staţionare şi cu roţi.
Permite doar un număr limitat de cicluri complete de descărcare de gestiune - potrivite pentru aplicaţii care necesită regimul de aşteptare, evacuările doar ocazionale profunde.
Neprietenoase mediului inconjurator - electrolit şi conţinutul de plumb poate provoca daune mediului.
Restricţiilor de transport de acid de plumb inundate - nu sunt probleme de mediu în ceea ce priveşte scurgerile într-un caz de accident.
Termica Runaway poate aparea cu încărcare necorespunzătoare.
 |
Acumulatorii Litiu Ion
Munca de pionierat, cu baterie cu litiu a început în 1912, în conformitate cu GN Lewis, dar nu a fost până la începutul anilor 1970 că primul nu-baterii cu litiu reincarcabile au devenit disponibile comercial. Litiu este mai usor de toate metalele, are cea mai mare potenţial de electrochimică şi oferă cea mai mare densitate de energie pe greutate.
Încercările de a dezvolta baterii cu litiu reincarcabile urmat în anii 1980, dar a eşuat din cauza unor probleme de siguranţă. Din cauza instabilităţii inerente de metal litiu, mai ales în timpul de încărcare, de cercetare mutat de la o baterie cu litiu non-metalic cu ioni de litiu. Deşi uşor mai scăzută în densitate de energie de metal litiu, Li-Ion este sigură, cu condiţia ca anumite măsuri de precauţie atunci când sunt îndeplinite de încărcare şi descărcare. În 1991, Sony Corporation comercializat primul acumulator Li-ion. Alţi producători au urmat exemplul. Astăzi, Li-Ion este cea mai rapidă creştere chimia bateriei şi cea mai promiţătoare.
Densitatea de energie a Li-ion este de obicei de două ori că a NiCd standard. Îmbunătăţirile din materiale de electrozi de active au potenţialul de a creşte densitatea de energie aproape de trei ori că a NiCd. În plus faţă de mare capacitate, caracteristicile de sarcină sunt destul de bune şi se comportă similar cu NiCd, în ceea ce priveşte caracteristicile de descărcare de gestiune (formă similară de profil de descărcare de gestiune, dar tensiune diferită). Curba de descărcare de gestiune plat oferă utilizarea eficientă a puterii depozitate într-un spectru de tensiune de dorit.
Tensiunea mare de celule permite pachete de baterii cu o singură celulă. Cele mai multe dintre telefoanele mobile de azi rula pe o singură celulă, un avantaj care simplifică proiectarea bateriei.Pentru a menţine aceeaşi putere, curenti mai mari sunt desenate. Rezistenţă scăzută de celule este importantă pentru a permite fluxul de curent în timpul liber impulsuri de sarcină.
Li-Ion este o baterie de întreţinere reduse, un avantaj pe care majoritatea altor compusi nu poate pretinde. Nu există nici o memorie şi nu de ciclism programat este necesar pentru a prelungi viata bateriei. În plus, auto-descărcare de gestiune este de mai puţin de jumătate faţă de NiCd, făcând Li-Ion de bine potrivite pentru aplicaţii moderne de ecartament de combustibil. Li-ion celule provoca puţin rău când sunt aruncate.
În ciuda avantajelor sale generale, Li-Ion are, de asemenea, dezavantajele sale. Este fragil şi necesită un circuit de protecţie pentru a menţine funcţionarea în condiţii de siguranţă. Construit în fiecare pachet, circuit de protecţie limitează tensiunea de vârf a fiecărei celule în timpul de încărcare şi previne tensiunea celulei de scădere prea mic privind descărcarea de gestiune. În plus, temperatura de celula este monitorizată pentru a preveni extreme de temperatură. Încărcare maximă şi curent de descărcare de gestiune se limitează la între 1C şi 2C. Cu aceste măsuri de precauţie în loc, posibilitatea de acoperire cu litiu metalic care apar din cauza supraîncărcării este practic eliminat.
Imbatranirea este un motiv de îngrijorare cu cele mai multe baterii Li-ion si multi producatori de tăcere cu privire la această problemă. Unele deteriorare capacitate este de remarcat, după un an, dacă bateria este în uz sau nu. Peste două sau poate trei ani, bateria nu frecvent. Trebuie remarcat faptul că alte biochimice au, de asemenea, de varsta, legate de efectele degenerative. Acest lucru este valabil mai ales pentru NiMH dacă este expus la temperaturi ambiante ridicate.
Depozitarea bateriei într-un loc rece incetineste procesul de imbatranire a Li-Ion (si a altor compusi).Producătorii recomandă temperaturi de depozitare de 15 ° C (59 ° F). În plus, bateria ar trebui să fie parţial încărcat în timpul depozitării.
Producătorii sunt îmbunătăţirea continuă chimie a bateriei Li-ion. Combinaţii noi şi îmbunătăţite chimice sunt introduse la fiecare şase luni sau cam asa ceva. Cu astfel de progrese rapide, este dificil de a evalua cât de bine a bateriei va fi revizuit de vârstă.
Cel mai economic Li-ion, în termeni de cost-la-energie raportul este de 18650 de celule cilindrice.Această celulă este utilizat pentru calcul mobile şi alte aplicaţii care nu necesită ultra-subţire geometrie. Dacă un pachet mai subtire este necesar (mai subţire de 18 mm), prismatice Li-ion este cea mai buna alegere. Nu există câştiguri în densitatea de energie de peste 18650, cu toate acestea, costul de obţinere a energiei acelasi lucru poate dubla.
Pentru ultra-subţire geometrie (mai puţin de 4 mm), singura alegere este Li-ion polimer. Acesta este sistemul cel mai scump din punct de vedere al costurilor la energie raport. Nu există câştiguri în densitatea de energie şi durabilitate este inferioară accidentat 18560 de celule.
Avantaje
|
Densitate mare de energie - potenţial de capacităţi încă mai mari.
Relativ scăzut de auto-descărcare de gestiune - de auto-descărcare de gestiune este mai mică decât jumătate din NiCd şi NiMH.
Întreţinere redusă - nu este nevoie de descărcare de gestiune periodic; nici o amintire.
|
Limitări
|
Necesită circuit de protecţie - circuit de protecţie limitează de tensiune şi curent. Bateria este sigur, dacă nu a provocat.
Sub rezerva de îmbătrânire, chiar dacă nu în uz - pentru stocarea bateria într-un loc răcoros şi de la 40 la suta de stat-de-taxa reduce efectul de îmbătrânire.
Moderată de descărcare de gestiune curentă.
Sub rezerva reglementărilor de transport - transportul de cantităţi mai mari de baterii Li-ion pot fi supuse controlului de reglementare. Această restricţie nu se aplică personale transporta-pe baterii.
Costisitoare pentru fabricarea - aproximativ 40 la sută mai mare decât în costul NiCd. Mai bune tehnici de producţie şi de schimb de metale rare, cu alternative de cost mai mici va reduce probabil preţul.
Nu este pe deplin matură - schimbări în combinaţii de metale şi produse chimice afecta rezultatele baterie de teste, mai ales cu unele metode de testare rapide.
|
Acumulatorii Litiu Polymer
Li-polimer se diferentiaza de alte sisteme de baterii, în tipul de electrolit utilizat. Design original, datând din anii 1970, foloseşte un electrolit polimer solid uscat. Aceasta seamănă cu electrolit un film de plastic, cum ar fi, care nu conduce electricitatea, dar permite un schimb de ioni (atomi incarcati electric sau grupuri de atomi). Electrolit polimer înlocuieşte separator tradiţional poros, care este îmbibată cu electrolit.
Uscat de design polimer oferă simplificări cu privire la fabricarea, robusteţe, siguranţă şi de profil subţire geometrie. Nu există nici un pericol de inflamabilitate, deoarece nu electrolit lichid sau gelifiat este utilizat. Cu o grosime de celule de măsurare cât mai puţin de un milimetru (0,039 inchi), designerii de echipamente sunt lăsate la propria lor imaginaţie în ceea ce priveşte forma, forma şi mărimea.
Din păcate, uscat Li-polimer suferă de conductivitate redusă. Rezistenţa internă este prea mare şi nu poate livra exploziile actuale necesare pentru dispozitive moderne de comunicare şi de filare, până la hard disk-uri de echipamente de calcul mobile. Încălzire celula la 60 ° C (140 ° F) şi mai mare creşte conductivitatea, dar această cerinţă nu este potrivit pentru aplicaţii portabile.
Pentru a face un mic Li-polimer conductiv baterie, unele gelifiat electrolit a fost adaugat. Cele mai multe dintre comerciale bateriile Li-polimer utilizate în prezent pentru telefoanele mobile sunt un hibrid si contin electrolit gelifiat. Termenul corect pentru acest sistem este Lithium Ion Polymer. Din motive promoţionale, producătorii de baterii marca cel mai simplu ca bateria Li-polimer. Deoarece hibrid litiu-polimer este singurul de funcţionare baterie polimer pentru uz portabil de astăzi, ne vom concentra pe acest chimie.
Cu electrolit gelifiat adăugată, ceea ce este atunci diferenţa între clasic Li-ion si Li-ion polimer?Deşi caracteristicile şi de performanţă ale celor două sisteme sunt foarte similare, polimer Li-ion este unic în care electrolit solid înlocuieşte separator poros. Gelifiat electrolit se adaugă pur şi simplu pentru a spori conductivitatea de ioni.
Dificultăţi tehnice şi întârzieri în volumul de producţie s-au amânat introducerea de baterie Li-ion polimer. În plus, superioritatea promisă de polimer Li-ion nu a fost încă realizat. Nu există îmbunătăţiri în câştigurile de capacitate sunt realizate - de fapt, capacitatea este uşor mai mică decât cea din standard Li-ion. Pentru prezent, nu există nici un avantaj de cost. Motivul principal pentru trecerea la polimer Li-ion este factor de formă. Acesta permite napolitane-subtiri geometrii, un stil care este cerut de industria extrem de competitiv telefon mobil.
Avantaje şi limitări ale Baterii Li-ion Polymer
| ||
| ||
Avantaje
|
Profil foarte scăzut - baterii care seamănă cu profilul unui card de credit sunt fezabile.
Factorul de formă flexibilă - producătorii nu sunt obligaţi de formate de celule standard. Cu volum mare, de orice dimensiune rezonabilă poate fi produsă punct de vedere economic.
Greutate cu lumina - gelifiat, mai degrabă decât de electroliţi lichide permit ambalarea simplificată, în unele cazuri, eliminarea carcasa de metal.
Siguranţă îmbunătăţită - mai rezistent la supraîncărcării; şansă mai puţin pentru scurgeri de electrolit.
| |
Limitări
|
Densitate de energie mai mici şi ciclu de număr scăzut faţă de Li-Ion - există potenţial pentru îmbunătăţiri.
Costisitoare pentru fabricarea - o dată pe masă-produs, polimer Li-Ion are potenţial pentru costuri mai mici. Compensează reduse de circuitul de control costuri mai ridicate de producţie.
| |
