Domov › Nastavení › Lithiové baterie. O EVE Energy. Šroubovák s lithiovou baterií

Lithiové baterie. O EVE Energy. Šroubovák s lithiovou baterií

Svět je plný zařízení a hraček, které jsou mrtvé, pokud neexistuje zdroj energie – baterie. Každý zná galvanický článek, který přeměňuje chemickou energii na energii elektrickou. Jednorázové zařízení - baterie, s možností cyklického nabíjení - dobíjecí baterie. Lithiové zdroje energie mají vysokou hustotu náboje, pracují déle a plní stejné úkoly jako solné a alkalické.

Jsou zde popsány galvanické články pracující na nevratné oxidační reakci. Daný náboj se neobnoví, baterie se nazývá jednorázová. Prvek se skládá z anody z kovového lithia, katody z pevného MnO 2, Fes 2, Cuo, CF x, kapalného SO 2, SOCl 2. Pokračuje hledání dalších solí s vysokou afinitou k redukci. Oxidačním činidlem je aktivní lithium, které daruje elektrony. Pouzdro baterie je zaplombované, s vývody a jejich označením. Nápis „nenabíjejte“ - znovu nenabíjejte, upozorní, že lithiová baterie je jednorázová.

Podle konstrukce existují 2 typy baterií:

role;
spirála.

Kotoučové lithiové baterie vydrží až 20 let a používají je spotřebitelé, jejichž odběr nepřesahuje 150 mA. Životnost prvků je až 20 let.

Spirálové konstrukce mají velký lithiový povrch, pulzní až 4 A a při konstantním proudu - 0,1-1,8 A. Ale samovybíjení těchto zařízení dosahuje 10% za rok původní kapacity. Prvky s libovolným katodovým složením se vyrábí ve dvou typech. Lithiové baterie mohou být kulatého, prizmatického nebo knoflíkového tvaru.

EVE, Minamoto, SAFT, Robiton, Varta, Tekcell jsou považovány za velké a uznávané výrobce lithiových baterií. V Číně jsou malé výrobní závody.

Vlastnosti lithiových baterií s různými páry anod

V závislosti na chemickém složení katody ve spojení s lithiem se mění kapacita a napětí na svorkách prvku, jejich samovybíjení a schopnost pracovat v teplotním rozsahu.

Li/MnO 2 - lithiová baterie je označena jako „CR“. Elektrolytem je chloristan lithný. Jmenovité napětí 3 V, samovybíjení 2,5 % ročně, skladovatelnost až 10 let. Teplota pracovního prostředí -20 +55 0 C. Forma – tableta převažuje.
Li/CuO s provozním napětím 1,2-1,5 V je identický s alkalickým, ale pojme 3x více náboje. Rozsah provozních teplot -10 +70. Životnost 10 let.
Li/SO 2 jsou jedním z nejběžnějších typů lithiových baterií. Katoda je změkčovadlo s grafitem a sazemi. Elektrolytem je kapalný oxid se složkami pro elektrickou vodivost. Provozní napětí je 2,6-2,9 V. Konstrukce se nemohla vyhnout zvýšení tlaku v pouzdře a silnému zahřátí při zkratu bylo nutné instalovat tlakovou pojistku. Lithiové baterie fungují dobře při nízkých teplotách až do -60 0 a při teplotách +70 0 a udržují nabití až 10 let.
Li/I 2 je typ baterie bez elektrolytu. K chemické reakci 2Li+I 2 >2LiI dochází v pevném složení difúzí. Výsledná sůl je také tvrdá a funguje jako separátor. Baterie vydrží až 15 let, je spolehlivá a používá se v kardiostimulátorech.
Li/FeS 2 - nejlepší lithiové baterie, žádané, navzdory vysoké ceně. Takové prvky pracují s vysoce výkonnými zařízeními, mají proudovou ochranu, pojistku, která pracuje při 85-90 0 a přetlakový ventil. Nejčastěji se používá ve formátu AA.
Li/CF x je typ lithiové baterie, která funguje při vysokých teplotách až +85 0. Během 10 let se 20 % kapacity spotřebuje na samovybíjení. Používá se v defibrilátorech, kardiostimulátorech a přenosné elektronice.
Li/SOCl 2 je energeticky nejnáročnější lithiová baterie. Napětí naprázdno je větší než 3,6 V. Při provozu je udržováno 3,3-3,5 V jako elektrolyt agresivní složka. Horní mez výkonu je +(85-130) 0 C. Spodní mez je mínus 60, ale s výrazně sníženou kapacitou prvku. Ochrana proti výbuchu je zajištěna ve formě tepelného spínače, pojistek a přetlakového ventilu.

Velikosti lithiových baterií

Pro správný výběr správného zdroje energie potřebujete znát jeho geometrické rozměry a tvar. Indikátory jsou standardizované, podívejme se na standardní velikosti lithiových jednorázových baterií. Používá se americká klasifikace.

Znamení	V (V)	H (mm)	D (mm)	Populární jméno	Označení standardní velikost
AAA	1,5	44,5	10,5	malíček	03
AA	1,5	50,5	14,5	prst	6
S	1,5	50,0	26,2	Paleček	14
D	1,5	61,5	34,2	hlaveň	20
RRZ	9,0	48,5	26,5	koruna	6/22

Jednotlivé typy lithiových baterií jsou vidět na fotografii.

Crohnův prstoklad

Při výběru lithiové baterie je označení důležité pro určení typu prvku. U lithiové baterie bude CR vytištěno na pouzdře velkými písmeny, u alkalické baterie LR, u solné baterie R.

Jsou lithiové baterie vždy vhodnější než alkalické baterie? Produkty fungují skvěle za jakýchkoliv podmínek. Ale je vždy ekonomicky výhodné koupit lithiovou baterii 5krát dražší, pokud je při nízkém proudu 1,5-2krát lepší než alkalická? O tom, co je lepší, se rozhoduje v každém případě ve vztahu k řešeným úkolům.

Je třeba vzít v úvahu, že energetická rezerva všech typů lithiových baterií je několikanásobně větší. Aby nedošlo k záměně zařízení, vyrábějí výrobci Li baterie se speciálními koncovkami.

AAA lithiové baterie

Podíváme se na jednorázovou baterii s lithiovou anodou AAA. Kompaktní zařízení má pasivní vrstvu na anodě, která zabraňuje reakci. I krátkodobý přívod proudu vrstvu zničí a baterii učiní nepoužitelnou. Na rozdíl od solných baterií se lithiové baterie zahřejí tak, že mohou explodovat. Nabíjení lithiových jednorázových baterií je zakázáno!

Pokud zkratujete plus a mínus lithiové baterie, může se také vznítit. Proto je třeba dodržovat následující pravidla:

dráty nejsou připevněny ke kontaktům pomocí páječky;
nenoste baterii v kapse, kde se mohou náhodně nacházet malé kovové předměty;
předměty musí být přepravovány ve zvláštním kufru nebo kufru;
Nenechávejte baterii na přímém slunci.

Vyplatí se kupovat lithiovou baterii AAA, která stojí 5x více než alkalická baterie? Vzhledem k tomu, že funguje 7krát déle a je o 35 % lehčí, stojí to za to.

Životnost lithiové baterie

Při správném skladování budou lithiové baterie AA po připojení spolehlivě fungovat až 10 let. Často je míra samovybíjení 2 % za rok při skladování za pokojových podmínek, t = 20 0 C.

Datum vydání a datum expirace naleznete na pouzdře ve formě alfanumerického kódu. Šifrováno různými způsoby, pouze v číslech, 5 znaků znamená den, měsíc a rok (40615) a kód 9A14 je třeba přečíst 9. ledna 2014. Doba použitelnosti je uvedena samostatně. Datum expirace je platné, pokud je baterie v původním obalu a nebyla nikdy použita.

Lithiové nebo alkalické baterie, co je lepší?

Alkalické a alkalické baterie jsou to samé. Použijeme testování AAA baterií specialisty Roskontrol a porovnáme je s lithiovými. Protože neexistují žádné ideální prvky pro případy pulzní a konstantní střední a slabé zátěže, navrhuje se určit, kde je vhodnější použít alkalické baterie a kde lithiové baterie a které jsou lepší.

Výsledky výzkumu ukázaly, že pro vysoce výkonné pulzní proudové zátěže je lepší koupit lithiovou baterii - vydrží tak dlouho jako 3 alkalické, ale váží mnohem méně než nouzový zdroj několika jiných typů.

Optimální je použití alkalických baterií do dálkových ovladačů a hodinek a do dětských hraček jsou cenově výhodnější. Nízké proudy rychle vybijí nabití lithiové baterie a ta vydrží téměř stejně dlouho jako alkalická.

Lze nabíjet lithiové baterie?

Jednorázové lithiové baterie nelze nabíjet! Nabíjecí baterie se používají se speciální nabíječkou. Vydrží až 1000 nabití, čímž výrazně šetří rozpočet na nákup jednorázových prvků.

Jak zjistit, co máte před sebou, dobíjecí baterii nebo jednorázovou baterii? Informace před vašima očima. Kapacita v mAh je uvedena na baterii, u lithiové baterie taková informace není. Cena napoví baterii, je vysoká. Výrobek bude určitě označen jako „rechargeable“ - dobíjecí.

Pokud profesionálně pracujete s bleskem a jiným výkonným zařízením, kupte si plochou polymerovou nebo válcovou dobíjecí lithiovou baterii. To je výhodnější než nákup velkého množství jednorázových předmětů.

Nabíječka lithiových baterií

Ne každé zařízení umí nabíjet lithiové baterie. Je lepší koupit speciální, který sám provede 2 fáze nabíjení, zobrazí aktuální indikátory a včas odpojí baterii od napájení. Jak nabíjet lithiovou baterii, pokud je polymerová? Nejsou žádné rozdíly, mají stejný princip fungování. Taková nabíječka je levná, asi 20 $, je dobré, když je k dispozici funkce měření kapacity.

Jakákoli nabíječka musí převádět a stabilizovat síťové napětí a dodávat 5 V na výstupu. Síla proudu je nastavitelná 0,5 -1,0 * C. C je kapacita baterie v Ah, MAh, v digitálním vyjádření. Nabíjení je zajištěno podle zrychleného schématu až do 80 % kapacity a podle plného schématu ve 2 stupních, přibližně 3 hodiny. Po úplném nasbírání energie se nabíječka vypne.

Video

Ve videu je představena celá řada moderních lithiových zdrojů energie a jak nabíjet lithiovou baterii.

Lithiová baterie je bezpečné a energeticky náročné zařízení. Jeho hlavní výhodou je práce bez nabíjení po dlouhou dobu. Dokáže fungovat i při nejnižších teplotách. Díky své schopnosti ukládat energii je lithiová baterie lepší než ostatní typy. Proto se jejich produkce každým rokem zvyšuje. Mohou mít dva tvary: válcový a hranolový.

Aplikace

Jsou široce používány v počítačovém vybavení, mobilních telefonech a dalších zařízeních. Nabíječky lithiových baterií mají provozní napětí 4 V. Nejdůležitější výhodou je provoz v širokém teplotním rozsahu, který se pohybuje od -20 °C do +60 °C. Dnes existují baterie, které mohou fungovat i při teplotách pod -30 °C. Každý rok se vývojáři snaží zvýšit pozitivní i negativní teplotní rozsahy.

Nejprve ztrácí lithiová baterie asi 5 % své kapacity a toto číslo se každým měsícem zvyšuje. Tento indikátor je lepší než u jiných zástupců baterií. V závislosti na nabíjecím napětí mohou vydržet od 500 do 1000 cyklů.

Typy lithiových baterií

Existují takové typy lithiových baterií, které se nacházejí v různých oblastech domácího a průmyslového hospodářství:

lithium-iontové - pro hlavní nebo záložní napájení, přepravu, elektrické nářadí;
nikl-sůl - silniční a železniční doprava;
nikl-kadmium - stavba lodí a výroba letadel;
železo-nikl - napájecí zdroj;
nikl-vodík - prostor;
nikl-zinek - fotoaparáty;
stříbro-zinek - vojenský průmysl atd.

Hlavním typem jsou lithium-iontové baterie. Používají se v oblastech napájení, výroby elektrického nářadí, telefonů atd. Baterie mohou pracovat při teplotách od -20 ºС do +40 ºС, ale probíhá vývoj na zvýšení těchto rozsahů.

Při napětí pouze 4 V vzniká dostatečné množství měrného tepla.

Dělí se na různé podtypy, které se liší složením katody. Upravuje se nahrazením grafitu nebo přidáním speciálních látek.

Lithiové baterie: zařízení

Zpravidla se taková zařízení vyrábí v prizmatickém tvaru, ale existují i modely ve válcovém těle. Vnitřní část tvoří elektrody nebo separátory. Tělo je vyrobeno z oceli nebo hliníku. Kontakty jsou vyvedeny na kryt baterie a musí být izolovány. Prizmatické baterie obsahují určitý počet desek. Jsou naskládány na sebe. Pro zajištění dodatečné bezpečnosti má lithiová baterie speciální zařízení. Je umístěn uvnitř a slouží k řízení pracovního procesu.

V případě nebezpečných situací přístroj vypne baterii. Zařízení je navíc opatřeno vnější ochranou. Pouzdro je kompletně utěsněno, takže nedochází k úniku elektrolytu ani k vnikání vody dovnitř. Elektrický náboj se objevuje díky iontům lithia, které interagují s krystalovou mřížkou jiných prvků.

Šroubovák s lithiovou baterií

Pojme tři typy baterií, které se liší složením katody:

kobalt-lithium;
ferofosfát lithný;
lithium mangan.

Šroubovák s lithiovou baterií se od ostatních liší nízkou úrovní samovybíjení. Další důležitou výhodou je, že nevyžaduje údržbu. Pokud se lithiová baterie rozbije, můžete ji vyhodit, protože nepoškozuje lidi ani životní prostředí. Jediným negativem je nízké nabíjení lithiových baterií a také vysoké požadavky na bezpečnost. Je obtížné jej nabíjet při teplotách pod nulou.

Hlavní vlastnosti

Činnost šroubováku, stav jeho výkonu a doba možného provozu závisí na technických vlastnostech. Mezi další technické ukazatele patří:

napětí jedné baterie v zařízení se může pohybovat od 3 do 5 V;
ukazatel maximální energetické náročnosti dosahuje 400 Wh/l;
ztráta vlastního náboje o 5 % a časem o 20 %;
komplexní režim nabíjení;
Baterie je plně nabitá za 2 hodiny;
odpor od 5 do 15 mOhm/Ah;
počet cyklů - 1000 krát;
životnost - od 3 do 5 let;
použití různých typů proudu pro určité kapacity baterií, například kapacita 65 ºС - používá se stejnosměrný proud.

Výroba

Většina výrobců usiluje o to, aby elektrické nářadí bylo pokročilejší a odpovídalo moderním technologiím.

K tomu je nutné v návrhu zajistit dobré baterie. Nejoblíbenější výrobní společnosti jsou:

Společnost Bosh. Lithiová baterie je vyrobena pomocí nové technologie ECP. Je to ona, kdo řídí vybíjení zařízení. Další užitečnou vlastností je ochrana proti přehřátí. Při vysokém výkonu speciální zařízení snižuje teplotu. Konstrukce baterie má otvory, které slouží jako ventilace a chlazení baterie. Další technologií je Charge, díky které nabíjení probíhá mnohem rychleji. Kromě toho Bosh vyrábí baterie pro různé elektrické nářadí. Mnoho uživatelů zanechává dobré recenze o této společnosti.
Společnost Makita. Vyrábí vlastní mikroobvody, které řídí všechny provozní parametry a procesy v baterii, například teplotu, obsah nabití. Díky tomu si můžete zvolit režim nabíjení a dobu nabíjení. Takové mikroobvody prodlužují životnost. Baterie jsou vyrobeny s poměrně výkonným pouzdrem, takže nepodléhají mechanickému namáhání.
Společnost Hitachi. Díky jeho nejnovějším technologiím je snížena hmotnost a celkové rozměry baterie. To je důvod, proč se elektrické nářadí stává lehkým a mobilním.

Vlastnosti provozu

Při používání baterie musíte dodržovat následující pravidla:

Pro jednotlivé nechráněné prvky není potřeba používat lithiovou baterii a kupovat levné čínské díly. Takové zařízení nebude bezpečné, protože nebude existovat žádný systém, který by chránil před zkraty a zvýšenými teplotami. To znamená, že pokud se baterie výrazně přehřeje, může explodovat a její životnost bude mnohem kratší.
Nezahřívejte baterii. S rostoucí teplotou uvnitř zařízení se zvyšuje tlak. Tyto akce povedou k explozi. Není tedy potřeba otevírat horní kryt baterie a umisťovat ji na místa vystavená slunečnímu záření. Takové akce zkrátí životnost.
Do blízkosti kontaktů v horní části krytu nepřibližujte další zdroje elektřiny, mohlo by dojít ke zkratu. Vestavěné ochranné systémy v této věci vždy nepomohou.
Baterie musí být nabíjena v souladu se všemi pravidly. Při nabíjení byste měli používat takové, které rozdělují proud rovnoměrně.
Proces nabíjení baterie se provádí při kladné teplotě.
Pokud je potřeba připojit několik lithiových baterií, musíte použít modely od stejného výrobce a podobné technické vlastnosti.
Lithiové baterie by měly být skladovány na suchém místě, které není vystaveno slunečnímu záření s teplotami nad 5 ºC. Když je zařízení vystaveno vysokým teplotám, nabíjení se sníží. Před uskladněním během zimy se baterie nabije na 50 % své kapacity. Je třeba dbát na to, aby baterie nebyla zcela vybitá. Pokud k tomu dojde, ihned jej nabijte. Pokud je na těle mechanické poškození, stejně jako známky rzi, zařízení nelze použít.
Pokud během provozu dojde k výraznému přehřátí baterie nebo kouři, měli byste ji okamžitě přestat používat. Poté přemístěte poškozené zařízení na bezpečné místo. Pokud se látka uvolňuje z těla, je třeba zabránit jejímu kontaktu s kůží nebo jinými orgány.
Lithiové baterie nevyhazujte ani nespalujte. K jejich likvidaci dochází v případě mechanického poškození krytu, výbuchů nebo vniknutí vody nebo páry.

O požáru

Pokud dojde k požáru v lithiové baterii, nelze ji uhasit vodou a hasicím přístrojem – oxid uhličitý a voda mohou reagovat s lithiem. K uhašení byste měli použít písek, sůl a také hustou látkou.

Proces nabíjení

Lithiová baterie, z níž je nabíječka napojena na stejnosměrný proud, se nabíjí napětím 5 V a vyšším.

Existuje nevýhoda - nejsou odolné proti přebíjení. Zvýšení teploty uvnitř krytu vede k poškození.

Návod k obsluze uvádí speciální úroveň. Když je dosaženo, mělo by být nabito. Pokud zvýšíte nabíjecí napětí, vlastnosti lithiové baterie se výrazně sníží.

Jak již bylo řečeno, životnost baterie je 3 roky. Abyste tuto dobu dodrželi, musíte dodržovat provozní, nabíjecí a skladovací podmínky. Navíc musí být trvale funkční a neskladované.

Předražení

Konstrukce baterie zahrnuje dobíjecí systém, takže nemusíte odpojovat nabíječku a nemusíte se bát, že se složení uvnitř vyvaří, jako se to stává u autobaterií.

Pokud bude zařízení skladováno déle než jeden měsíc, musí být zcela vybito. Tím se výrazně prodlouží životnost.

Cena

Cena lithium-iontové baterie závisí na kapacitě a technických vlastnostech.

V průměru se pohybuje od 100 do 500 rublů. Navzdory těmto nákladům mnoho uživatelů zanechává pozitivní recenze. Mezi pozitivní aspekty patří široký rozsah provozních teplot, vysoký výkon a schopnost provozu více než 1000 cyklů (cca 3 roky intenzivního používání). Zařízení jsou široce používána v různých oblastech, takže jejich výhody ocení každý.

Takže jsme zjistili, co jsou lithiové baterie.

Chemické zdroje proudu (CHS) se staly součástí našeho každodenního života. Téměř každý z nás se zabýval galvanickými články, ale ne každý mohl z tohoto setkání odcházet s příjemnými vzpomínkami. Stávalo se, že baterie z nějakého důvodu fungovaly méně, než se očekávalo, jejich napětí rychle kleslo nebo zátěž prostě odmítala normálně fungovat s určitými typy článků. V tomto případě jsme zpravidla považovali za viníka výrobce prvků a málokdy jsme připustili, že na tom může být podíl naší viny. Možná se v tomto případě prvek choval tak, jak měl? Koneckonců různé zátěže vyžadují různé zdroje proudu. Například fotoaparát s bleskem vyžaduje krátkodobý, ale dost velký proud a digitální audio přehrávač naopak dlouhodobý proud malého množství.

Pokud při domácím použití spotřebitel zřídka věnuje pozornost rozdílům v používaných chemických zdrojích energie - pro něj jsou to jen baterie a akumulátory, pak pro použití v průmyslových zařízeních je nutné mít úplné informace o existujících zdrojích a jejich rozdílech mezi sebou . To je nutné, aby se předešlo možným chybám spojeným s nesprávným použitím zdrojů proudu v konkrétní aplikaci.

Chemický zdroj proudu je zařízení, které přímo přeměňuje energii chemické reakce probíhající mezi anodou a katodou na elektrickou energii. Všechny chemické zdroje se podle schopnosti opětovného použití dělí do dvou velkých skupin: primární zdroje proudu a sekundární zdroje proudu. Primární zdroje proudu (prvky) poskytují pouze vybíjení a nelze je nabíjet - jsou použity jednorázově. Sekundární zdroje proudu (baterie) lze nabíjet a opakovaně používat v režimu cyklického nabíjení-vybíjení.

Ve světě se vyrábí několik hlavních typů chemických zdrojů proudu (solné, alkalické, lithium atd.) a poměrně velké množství jejich druhů, lišících se typem elektrochemického systému, elektrickou kapacitou, přípustnými vybíjecími a samovybíjecími proudy, stejně jako další parametry. Některé parametry hlavních typů primárních zdrojů proudu jsou uvedeny v tabulce 1 (přibližná elektrická kapacita je uvedena pro trvalý proudový výboj 10 mA).

Tabulka 1 Parametry primární HIT

Typy HIT	Pracovní napětí, V	Elektrický kapacita, mAh	Rozsah provozní teplota, °C	samovybíjení, % ročně
Sůl (pouzdro typu AA)	1,5	1000…1100	-20…60	>10
Alkalické (pouzdro typu AA)	1,5	2400…2500	-30…60	5…8
Thionylchlorid lithný (pouzdro typu AA)	3,3…3,6	2000…2100	-55…85 (150)	<1
Oxid lithný a manganičitý (pouzdro typu AA)	3	1500…1600	-20 (-40)…70 (85)	2…2,5
Lithium oxid siřičitý (pouzdro typu AA)	2,6…2,9	800…900	-55…70	1…2

Až donedávna byly nejběžnější zdroje solného proudu, které mají nejnižší cenu, ale kvůli mnoha inherentním nevýhodám jsou nyní postupně nahrazovány alkalickými (alkalickými) a lithiovými.

Určitá kombinace základních parametrů určuje ten či onen účel proudových zdrojů. Pro některé úlohy, kde je hlavním faktorem počáteční nízká cena napájení, lze použít levné alkalické nebo dokonce solné zdroje proudu. Pro aplikace, které vyžadují vyšší zdroje energie s nízkým samovybíjecím proudem a/nebo dlouhou životností, by však měl být zvolen jiný typ. Nejperspektivnějším typem s přihlédnutím ke stanoveným parametrům jsou v současnosti lithiové zdroje.

Lithiové proudové zdroje se vyrábějí v různých formách („tabletové“, válcové, prizmatické (obr. 1)) ve formě článků a baterií, které se naopak liší typem elektrochemického systému a některými základními parametry:

Primární zdroje proudu
(prvky)

thionylchlorid lithný (Li/SOCI2);
oxid lithný a manganičitý (Li/Mn02);
oxid siřičitý lithný (Li/S02);

Sekundární zdroje proudu
(baterie)

lithium polymer (Li/Polymer)
fosforečnan lithný a železnatý (Li/FeP04);
lithium-iontové (Li/Ion).

Rýže. 1.

Všechny tyto zdroje mají společné to, že jejich anoda je vyrobena z kovu lithia. Kovové lithium je z hlediska svých chemických vlastností jedním z nejaktivnějších prvků a navíc má ve vztahu ke všem kovům nejvyšší negativní potenciál. Použitím tohoto materiálu jako anody bylo možné dosáhnout toho, že lithiové články mají nejvyšší jmenovité napětí při minimálních rozměrech a vyznačují se nejvyšší měrnou hustotou energie ve srovnání s jinými typy zdrojů. Společné je také to, že s nejvyšší specifickou hustotou energie jsou prvky tohoto typu navrženy hlavně pro práci se zátěžemi, které vyžadují nízký nebo střední vybíjecí proud. Je možné, že z tohoto důvodu a také z důvodu nákladů se jim dosud nepodařilo zcela vytlačit z trhu alkalické články, které umožňují zvýšené vybíjecí proudy. Ale vývoj lithiových článků pokračuje a výrobci tohoto typu produktů, například takové známé společnosti jako EEMB, EVE Energy, Vyrábějí prvky s vysokými vybíjecími proudy od stovek miliampérů až po několik ampérů.

Ve skupině lithiových prvků je nejvíce zavedena výroba prvků lithium-oxid manganičitý (Li/MnO 2) a lithium-oxid siřičitý (Li/SO 2), proto jsou nejrozšířenější a cenově dostupné. Mezi těmito produkty jsou produkty, které umožňují zvýšené vybíjecí proudy. Jedná se o prvky vyrobené tzv. spirálovou technologií. Touto technologií je anoda vyrobena ve tvaru spirály, čímž je dosaženo maximální plochy interakce mezi anodou a katodou a produkt je schopen zvýšit proudový výstup. Lithium-manganičité články se vyznačují nízkým samovybíjecím proudem, vysokou spolehlivostí a životností více než 10 let. Z těchto dvou elektrochemických systémů se vyrábějí hlavně články tzv. „pelletového“ typu.

Některé z nejoblíbenějších prvků na bázi oxidu lithného a manganičitého jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2 Články s oxidem lithným a manganičitým

Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Jmen. kapacita, mAh	Proud výboj, mA	Vybíjecí proud max., mA		Rozměry, mm		Rozsah teplot, °C	Výrobce
Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Jmen. kapacita, mAh	Proud výboj, mA	rychle.	imp.	průměr	výška	Rozsah teplot, °C	Výrobce
Válcový se zvýšeným vybíjecím proudem
CR14250SC	1/2AA	3,0	650	20	800	1500	14,0	25,0	-40…60	EEMB
CR14250	1/2AA	3,0	650	10	500	1500	14,5	25,0	-40…85	PŘEDVEČER
CR14505SC	AA	3,0	1500	20	2000	2500	14,5	50,5	-40…60	EEMB
CR1405	AA	3,0	1600	10	1500	3000	14,5	50,5	-40…85	PŘEDVEČER
CR17505SL	A	3,0	2500	10	1500	3500	17,0	50,5	-40…85	EEMB
CR17505	A	3,0	2400	10	1500	3000	17,0	50,5	-40…85	PŘEDVEČER
CR26500SL	S	3,0	5000	10	2000	3000	26,0	50,0	-40…85	EEMB
CR26500	S	3,0	5000	10	2000	3000	26,0	50,0	-40…85	PŘEDVEČER
CR34615SL	D	3,0	10000	10	2000	3000	34,0	61,5	-40…85	EEMB
CR34615	D	3,0	10000	10	2000	3000	34,0	61,5	-40…85	PŘEDVEČER
Typ tabletu
CR1620		3,0	70	0,2	2	10	16	2,0	-20…70	EEMB
CR1620		3,0	70	0,1	3	8	16	2,0	-20…70	PŘEDVEČER
CR2025		3,0	150	0,4	3	15	20	2,5	-20…70	EEMB
CR2025		3,0	160	0,2	3	15	20	2,5	-20…70	PŘEDVEČER
CR2032		3,0	210	0,4	3	15	20	3,2	-20…70	EEMB
CR2032		3,0	225	0,2	3	15	20	3,2	-20…70	PŘEDVEČER
Válcová vysoká kapacita
CR14505BL	A.A.	3,0	1800	0,5	10	100	14,5	50,5	-40…85	EEMB
CR17335BL	2/3A	3,0	1800	1,0	10	100	17,0	33,5	-40…85	EEMB

Zde a dále v textu je nomenklatura uvedená v tabulkách uvedena v omezené míře. Pro úplnější informace o všech vyráběných produktech se musíte obrátit přímo na webové stránky výrobce nebo COMPEL.

Prvky s elektrochemickým systémem lithium-oxid siřičitý mají poměrně vysokou hustotu výkonu a jsou funkční v teplotním rozsahu 55...70°C; Vybíjecí napětí je 2,6…2,9 V (v závislosti na hustotě proudu). Napětí má velmi dobrou stabilitu vybíjení ve srovnání s lithiovým článkem s oxidem manganičitým až do úplného vybití článku. Poté napětí prudce klesá (obrázek 2).

Rýže. 2.

Mezi nevýhody tohoto typu prvku patří zvýšený vnitřní tlak a nebezpečí silného zahřátí při zkratu. Aby se zabránilo nežádoucím následkům, které mohou v tomto případě nastat, je v tělese prvku instalována speciální pojistka, která při zahřívání uvolňuje přetlak.

Několik typů lithiových článků v systému lithium-oxid siřičitý je diskutováno v tabulce 3.

Tabulka 3 Lithiové články s oxidem siřičitým

Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Nominální kapacita, mAh	Proud výboj, mA	Vybíjecí proud max., mA		Rozměry, mm		Rozsah teplot, °C	Výrobce
Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Nominální kapacita, mAh	Proud výboj, mA	rychle.	imp.	průměr	výška	Rozsah teplot, °C	Výrobce
LSS14505	AA	2,9	1100	3	100	200	14,5	50,5	-54…71	EEMB
LSS 26500	C	2,9	3500	30	1000	2000	26,5	50	-54…71	EEMB
LSS34615	D	2,9	8000	50	2000	5000	34	61,5	-54…71	EEMB

Všechny lithiové články mají oproti jiným typům článků řadu velmi důležitých výhod (tabulka 1). Tím hlavním je již dříve zmíněná vysoká měrná hustota energie. Specifická hustota energie je poměr energie prvku k jeho hmotnosti nebo objemu, vyjádřený ve watthodinách na jednotku hmotnosti nebo objemu (Wh/kg nebo Wh/dm3). Proudové zdroje s vyšší měrnou hustotou energie a stejnými celkovými rozměry se zdroji jiných typů umožňují dodávat energii do zátěže po delší dobu. Jak je vidět z tabulky 1 a obrázku 2, lithium-thionylchloridové prvky (Li/SOCl2) mají nejvyšší specifickou hustotu energie. Prvky tohoto typu mají navíc široký rozsah provozních teplot -55...85°C, což umožňuje jejich použití v náročných podmínkách, a mají velmi dobrou stabilitu napětí při vybíjení (obrázek 2). Samostatně je třeba zdůraznit přítomnost prvků s rozšířeným rozsahem provozních teplot v horním rozsahu hodnot -20...125/150°C a prvků, které umožňují zvýšené vybíjecí proudy (tabulka 4).

Tabulka 4. Lithiumthionylchloridové články

Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Nominální kapacita, mAh	Proud výboj, mA	Vybíjecí proud max., mA		Rozměry, mm		Rozsah teplot, °C	Výrobce
Jméno	Typ bydlení	Provozní napětí, V	Nominální kapacita, mAh	Proud výboj, mA	rychle.	imp.	průměr	výška	Rozsah teplot, °C	Výrobce
Vysokokapacitní válcový
ER10450	AAA	3,6	700	1	5	30	10,2	46,2	-55…85	EEMB
ER14250	1/2AA	3,6	1200	0,5	40	80	14,5	25,2	-55…85	EEMB
ER14250	1/2AA	3,6	1200	0,5	15	50	14,5	25,4	-55°…85	PŘEDVEČER
ER14505	AA	3,6	2400	2	100	200	14,5	50,5	-55…85	EEMB
ER14505	AA	3,6	2700	1	40	150	14,5	50,5	-55…85	PŘEDVEČER
ER26500	S	3,6	9000	2	230	400	26,0	50,0	-55…85	EEMB
ER26500	S	3,6	8500	4	150	300	26,0	50,0	-55…85	PŘEDVEČER
ER341245	DD	3,6	36000	2	450	1000	34,0	124,5	-55…85	EEMB
ER341245	DD	3,6	35000	10	420	500	33,1	124,5	-55…85	PŘEDVEČER
Válcový se zvýšeným vybíjecím proudem
ER14505M	A.A.	3,6	1800	10	500	1000	14,5	50,5	-55…85	EEMB
ER14505M	A.A.	3,6	2000	4	400	1000	14,7	50,7	-40…85	PŘEDVEČER
ER26500M	C	3,6	6500	10	1000	2000	26,2	50	-55…85	EEMB
ER26500M	C	3,6	6000	10	1000	2000	26,2	50	-40…85	PŘEDVEČER
ER34615M	D	3,6	14000	10	2000	3000	34	60,5	-55…85	EEMB
ER34615M	D	3,6	13000	15	2000	4000	33,1	61,5	-40…85	PŘEDVEČER
Válcový rozšířený teplotní rozsah
ER14505S	A.A.	3,6	1600	100	100	—	14,5	50,5	-20…125	EEMB
ER14505S	A.A.	3,6	1600	nd	nd	—	14,7	50,5	-40…150	PŘEDVEČER
ER26500S	C	3,6	4800	35	100	—	26,2	50	-20…150	EEMB
ER26500S	C	3,6	6000	nd	nd	—	26,9	50	-40…150	PŘEDVEČER
ER34615S	D	3,6	10500	35	200	—	34	60,5	-20…150	EEMB
ER34615S	D	3.6	13000	nd	nd	—	33,9	61,5	-40…150	PŘEDVEČER

Další důležitou výhodou skupiny lithiových článků je ultranízký samovybíjecí proud (ztráta 1...2,5 % kapacity za rok). Vzhledem k tak malé ztrátě kapacity lze předmětné typy prvků skladovat za běžných podmínek déle než 10 let, přičemž kapacita klesne pouze o 10 %. Nejnižší samovybíjecí proud, jak je vidět z tabulky 1, mají lithium-thionylchloridové články.

Dlouhá skladovatelnost a nízký samovybíjecí proud lithium-thionylchloridových článků je samozřejmě nepopiratelnou výhodou. Tuto vlastnost zajišťuje tenký izolační film chloridu lithného, který se objevuje na povrchu lithiové elektrody. Film vzniká v důsledku chemické reakce, ke které dochází při montáži prvku. Vzniklý film zastaví chemickou reakci a prudce sníží samovybíjecí proud, v důsledku čehož máme prvek s dlouhou trvanlivostí prakticky bez zhoršení parametrů. Tento proces má ale i negativní stránku. Pokud k prvku připojíte zátěž, která spotřebovává dostatečně velký proud, pak bude mít baterie (zátěž) zpočátku nízké napětí asi 2,3...2,7 V, i když naprázdno bude napětí normálních 3,3...3,6 V To je způsobeno tím, že výsledný izolační film nelze okamžitě zničit a zabraňuje toku proudu (má poměrně vysoký odpor). Při skladování prvku se tloušťka izolační fólie zvětšuje. Tento proces se nazývá pasivace lithiových článků. Lithiové články všech výrobců bez výjimky podléhají pasivaci.

Stupeň pasivace prvku závisí na době a podmínkách jeho skladování a také na způsobu provozu. Čím delší je doba skladování a čím vyšší teplota, tím silnější je fólie. Výrazné negativní projevy pasivačního efektu začínají po 5...6 měsících skladování za normálních podmínek, nebo po dlouhodobém používání prvku v mikroproudovém režimu (několik mikroampérů nebo méně).

V reálném životě často existují zařízení, která pracují většinu času v pohotovostním režimu (například některé senzory). Zařízení odebírají dlouhodobě proud několika mikroampérů nebo desítek mikroampérů a po určité události se musí přepnout do režimu střední nebo vysoké spotřeby. V tomto případě, pokud je v zařízení instalována baterie po dlouhodobém skladování nebo režim mikrospotřeby trval velmi dlouho, pak nemusí dojít k přechodu do režimu vysoké spotřeby. Prvek bude produkovat nízké napětí.

Snížené napětí má menší vliv na zařízení s nízkou spotřebou proudu. Když je taková zátěž připojena, napětí na prvku se mírně sníží a zařízení bude fungovat, ale proces pasivace bude pokračovat a v určitém okamžiku se zařízení může vypnout nebo se jeho provoz stane nestabilním. Pro taková zařízení by se neměly používat energeticky náročné lithiové zdroje energie.

Při připojení zátěže, která spotřebovává několik miliampérů (průměrná zátěž), napětí klesne a poté se po nějaké době vrátí na normální hodnotu. To je vysvětleno skutečností, že když je spotřebován stanovený proud, stávající film se časem zhroutí a neustále tekoucí proud nebo proudění v poměrně krátkých časových intervalech zabrání jeho vytvoření.

Nízké napětí na prvku, který při připojení zátěže spotřebovává velký proud (desítky miliampér), může narušit jeho činnost, nebo se prostě nezapne. Výměna prvku za nový (právě zakoupený a nepoužitý) situaci nenapraví, ale kontrola zátěže ukáže, že je vše v pořádku s jeho obvodem. Ukazuje se následující situace: byla nainstalována nová baterie - a zařízení přestalo fungovat!

K podobnému případu došlo i v praxi autora tohoto článku. Při práci v jednom z podniků jsem musel připravit určitý produkt pro sériovou výrobu. Produkt se skládal z několika samostatných zařízení. Jedno ze zařízení mělo zvláštnost - jeho provozní režim byl pulzní, s poměrně velkým odběrem proudu (dálkové ovládání). Vývojář zahrnul do produktu lithiové články jako zdroj energie. V té době nebyly takové prvky příliš běžné a jejich „vlastnosti“ nebyly široce známé a nákupní oddělení nakoupilo řadu prvků podobných v základních parametrech (napětí a kapacita). Tyto prvky byly vloženy do zařízení a ukázalo se, že všechna zařízení, již testovaná a nakonfigurovaná, měla prudké snížení komunikačního dosahu. Mělo se za to, že prvky byly skladovány po dlouhou dobu a ztratily část své kapacity (ve skutečnosti byly skladovány poměrně dlouho). Byla zakoupena další várka prvků (více „čerstvých“), ale situace se dramaticky nezlepšila. Když jsme se tím začali zabývat, ukázalo se, že tyto prvky mají pasivační účinek. Později se jim podařilo problém odstranit určitou úpravou obvodu (zapojením několika elektrolytických kondenzátorů paralelně k baterii). K prvnímu sepnutí zařízení začalo docházet vlivem části energie akumulované v kondenzátorech a současně proudové impulsy depasivovaly prvek.

Lithium-thionylchloridové články musí být před použitím depasivovány, to znamená, že izolační film chloridu lithného musí být zničen proudovým pulzem. Obrázek 3 ukazuje graf vysvětlující depasivaci zdrojů primárního proudu lithiumthionylchloridu.

Rýže. 3.

Na grafu jsou čtyři oblasti:

I-plocha ukazuje napětí na prvku v nepřítomnosti zátěže (volnoběh; 3,6V);
Oblast II znázorňuje, že když je zátěž připojena v čase t0, dojde k proudovému impulsu, který vede k prudkému poklesu napětí na prvku na úroveň 2,4 V;
III-region: hlavní část plochy izolační fólie je zničena a napětí na prvku se zvýší na 3V. Když napětí dosáhne 3,0 V s připojenou zátěží, depasivace se považuje za dokončenou;
IV-oblast: dochází k další destrukci zbývající části plochy filmu a napětí se postupně zvyšuje na nominální hodnotu.

Pro aktivaci za žádných okolností nezkratujte svorky baterie. Tato metoda povede k selhání prvku. Existují výrobcem doporučené maximální přípustné hodnoty proudu a doby depasivace. Tabulka 5 ukazuje režimy depasivace pro některé prvky EEMB.

Tabulka 5. Parametry pro depasivaci lithium thionylchloridových EEMB článků

Maximální hodnotu depasivačního proudu pro lithium-thionylchloridové články lze určit podle pravidla:

Max. impulsní proud > max. depasivační proud< 2 х макс. рабочий ток

Při dlouhodobém skladování lithium thionylchloridových článků lze zabránit tvorbě filmu chloridu lithného pravidelným krátkodobým zatěžováním článku proudem minimálně 1,25 % jmenovité kapacity po dobu tří sekund jednou denně.

Nutno podotknout, že pasivačnímu procesu podléhají téměř všechny lithiové proudové zdroje, ale u lithium-thionylchloridu je to nejvýraznější a tyto zdroje jsou pro svou nepřekonatelnou měrnou hustotu energie na trhu velmi žádané.

Baterie a akumulátory, jako například od EEMB, jsou k dispozici s různými svorkami pro různé možnosti montáže na PCB. Každá verze špendlíků má svá vlastní písmenná označení – doplňkové symboly na konci názvu. Některé z nejoblíbenějších z nich jsou znázorněny na obrázcích 4 a 5. Obrázek 4 ukazuje možnosti svorek pro knoflíkové baterie a obrázek 5 ukazuje válcový typ. Pokud název neobsahuje kódování pinů, znamená to, že baterie jsou určeny pro instalaci do běžných držáků baterií (standardní prvek).

Rýže. 4.

Rýže. 5.

Když už mluvíme o výhodách lithiových zdrojů energie, měli bychom také mluvit o jejich nevýhodách. Mezi nevýhody lithiových článků patří stále relativně vysoká cena oproti jiným typům článků, způsobená vysokou cenou lithia a speciálními požadavky na výrobu (potřeba inertní atmosféry, čištění nevodných rozpouštědel), dále pasivace . Je třeba také vzít v úvahu, že některé lithiové články jsou při otevření výbušné. To by však nemělo bránit použití tohoto typu zdroje proudu. Stačí si pamatovat specifika jejich použití.

Získání technických informací, objednání vzorků, doručení - e-mail:

GS05E-USB - MEAN WELL napájecí zdroj pro USB zařízení

V současné době je obtížné si představit náš každodenní život bez nositelných zařízení s portem USB: mobilní telefony, elektronické čtečky, tablety atd. Taková zařízení jsou napájena chemickým zdrojem proudu, obvykle baterií, a proto vyžadují pravidelné dobíjení . Pokud je vždy poblíž zařízení, které je připojeno k síti 220 V/50 Hz s USB portem (notebook, stolní počítač nebo jiné zařízení), pak nebude problém nositelné zařízení nabíjet. Proč ale konkrétně připojovat k síti poměrně výkonné zařízení, které spotřebuje slušné množství elektřiny pro vlastní napájení, když si vystačíte se speciálním ekonomickým zdrojem?

Na druhou stranu často nastává situace, kdy se nositelné zařízení vybije v tu nejnevhodnější chvíli a do sítě není připojeno žádné další USB zařízení, ze kterého by bylo možné „vybitou“ baterii dobít. Aby se těmto nežádoucím situacím společnost MYSLETE DOBŘE vyvinul speciální zdroj energie GS05E-USB pro zařízení s portem USB nebo zařízení napájená z portu USB. Tento výstupní zdroj poskytuje proud 1 A při napětí 5 V; odpovídá třídě II pro ochranu před úrazem elektrickým proudem (dvojitá izolace) a vyznačuje se extrémně nízkou spotřebou energie bez zátěže (méně než 0,3 W).

Zařízení má kompaktní rozměry a nízkou hmotnost, což vám umožňuje nosit jej s sebou a mít vždy možnost (pokud je k dispozici 220 V/50 Hz) připojit vybité USB zařízení a používat jej.

Hlavní parametry:

Rozsah vstupního napětí 90…264V
Výstupní napětí 5V
Výstupní proud 1A
USB výstup
Rozměr 42 x 30 x 20 mm

O EVE Energy

№4 / 2016 / článek 6

Lithiové chemické zdroje energie: některé aplikační funkce

Sergej Mironov (KOMPEL)

Je možné vypočítat zbytkový náboj chemického zdroje proudu (CHS)? Pro jaké aplikace je výhodnější? thionylchlorid lithný baterie a pro které - oxid lithný a manganičitý? Co se stalo pasivace, proč se to děje a jak se s tím vypořádat? O tom všem na příkladu lithium chemické zdroje energie největší světoví výrobci EEMB A SAFT Tento článek vám to řekne.

Současně s rychlým rozvojem bezdrátových technologií prudce vzrostl počet průmyslových zařízení obsahujících galvanické prvky na bázi lithia (přístroje pro měření energie a řídicí senzory se vzdáleným sběrem informací, GPS trackery/navigátory, zabezpečovací systémy automobilů, požární a bezpečnostní senzory atd.). .). To je vysvětleno tím, že z hlediska energetických parametrů jsou tyto baterie výrazně lepší než výrobky jiných existujících typů, jako jsou alkalické, stříbrné a zinečnaté. Průmyslová zařízení jsou zpravidla konstruována pro dlouhou životnost a pracují v širokém teplotním rozsahu, a proto uvedené zdroje proudu již v mnoha případech nejsou optimální volbou. Mají nízkou hustotu energie, vysoké samovybíjení, krátkou skladovatelnost/životnost, nesnášejí záporné teploty (pod -20...-30°C) a jejich napětí má znatelnou závislost na hodnotě zbytková kapacita. Proto jsou v průmyslových zařízeních nejoblíbenější lithiové chemické proudové zdroje (LCC), které takové nevýhody nemají, nebo jsou slabě vyjádřeny.

Lithiové chemické zdroje proudu mají maximální hustotu energie a vyznačují se vyšším jmenovitým napětím ve srovnání s jinými typy baterií. Napětí lithiového galvanického článku, uvažujeme-li ty nejběžnější, má u ostatních typů hodnotu 2,9...3,6 V versus 1,2...1,5 V, přičemž napětí má slabou závislost na stupni vybití ( Obrázek 1). V mnoha zařízeních si proto vystačíte pouze s jedním prvkem. Dalším faktorem přispívajícím k širšímu využití LHIT je trend snižování nákladů v důsledku rozvoje výrobních technologií.

Lithiové voltaické baterie v různých formách (válcové, „tabletové“, hranolové) se v průmyslovém měřítku vyrábějí asi 25-30 let. Na trhu můžete najít proudové zdroje pro mnoho elektrochemických systémů, zejména mezi primárními zdroji proudu (galvanické články; baterie) to bude lithium thionylchlorid (Li-SOCl2), lithium oxid siřičitý (Li-SO2), lithium stříbro chroman (Li -Ag2CrO4), sulfid měďnatý lithný (Li-CuS), oxid manganičitý lithný (Li-MnO2), fluorid uhelnatý lithný (Li-CFx) a další. Některé z těchto systémů jsou známy pouze v úzkých specializovaných segmentech, například v lékařství pro použití v kardiostimulátorech nebo ve speciálních vojenských produktech.

Na masovém trhu jsou nejznámějšími primárními zdroji energie thionylchlorid lithný a oxid manganičitý lithný. Vezmeme-li v úvahu technické, ekonomické a provozní vlastnosti dohromady, zcela ideální zdroj chemického proudu pro jakoukoli aplikaci zatím neexistuje. Můžeme mluvit pouze o optimálnosti parametrů v každé konkrétní aplikaci.

Navzdory skutečnosti, že LHIT jsou vyráběny již dlouhou dobu a jsou poměrně dobře známé, existují některé vlastnosti jejich použití, kterým je třeba věnovat vážnou pozornost. Zanedbání těchto vlastností nebo jejich ignorování často vede k tomu, že vybraný LHIT nesplňuje zdroj, pro který byl navržen, nemůže poskytnout požadovaný pulzní proud a neudrží napětí; zařízení odmítne fungovat, když je do něj nainstalován nový prvek, nebo po dlouhé čekací době náhle nefunguje, ačkoli baterie ještě není vybitá.

Všechny tyto vlastnosti lze rozdělit na obecné vlastnosti, které nezávisí na elektrochemickém systému, ale souvisejí se správností předběžných výpočtů a schopností vývojáře číst specifikaci, a na vlastnosti, které přímo souvisejí s elektrochemickým systémem baterie.

Tabulka 1 ukazuje některé typické hodnoty hlavních parametrů nejběžnějších primárních LHIT vyráběných EEMB a SAFT. Parametry jako náklady a energetická náročnost jsou uvedeny podmíněně (hvězdičkami) pouze pro účely srovnání.

Tabulka 1. Typické hodnoty parametrů LHIT produkované EEMB a SAFT

Technologie	Thionylchlorid lithný (Li-SOCl2)		Oxid lithný a manganičitý (Li-MnO2)
Výrobce	EEMB	SAFT	EEMB	SAFT	EEMB
Tvarový faktor	válcové		válcové		"tableta"
Napětí, V	3,6		3
Rozsah teplot, °C	-55…150	-60…150	-40…85	-40…70	-20…125
Samovybíjení, % ročně	1		1		1…3
Doba použitelnosti (normální podmínky), let	do 15...20		do 10…15		až 7
Srovnávací energetická náročnost	***		**
Srovnávací náklady	**	****	***	*****	*
Pasivace	Existuje	mírný	Žádný

Jak je z tabulky patrné, lithium-thionylchlorid má mezi válcovými prvky nejlepší technické a ekonomické parametry. Tento typ elektrochemického systému má nejvyšší napětí, nejlepší energetickou kapacitu, nejnižší samovybíjení a nejnižší náklady (srovnání mezi produkty stejného výrobce, ale ne mezi výrobci). Na základě tohoto systému můžete najít baterii pro téměř jakýkoli teplotní rozsah s přesahem od -60 do 150 °C a s maximálním vybíjecím proudem od několika desítek miliampérů do několika ampér (v závislosti na konstrukci prvku - „naviják “ (vysokokapacitní) nebo „spirála“ „(vysoký výkon) – a její rozměry). Zdálo by se, že je to ideální baterie, ale ne všechno je tak jednoduché. Máme-li výjimečné vlastnosti, pak tam jistě bude něco nepříliš příjemného.

V tomto případě je problém spojen s pasivačním efektem. Pasivační efekt mají v zásadě všechny lithium-thionylchloridové články od všech výrobců, u některých je však výraznější a u jiných slabší. Například u produktů francouzského výrobce SAFT je tento efekt mnohem méně výrazný ve srovnání s výrobcem EEMB nebo jinými. Na druhou stranu produkty SAFT mají výrazně vyšší cenu. Rozdíl v nákladech může dosáhnout 2,5...3násobku.

Protože naprostá většina nároků proti thionylchloridovým prvkům souvisí s pasivací, uvažujme tento efekt podrobněji. Ihned poznamenejme, že tento proces je reverzibilní a pasivovaný prvek není vadný, ale musí být před použitím depasivován (aktivován). Jak to udělat, je popsáno níže.

Efektem pasivace je tvorba izolačního filmu (chlorid lithný) na povrchu lithiové anody během výrobního procesu článku. Film vzniká v důsledku chemické reakce, ke které dochází při montáži prvku. Vzniklý film zastaví chemickou reakci a prudce sníží samovybíjecí proud, v důsledku čehož máme prvek s dlouhou životností (za normálních podmínek až 15-20 let) prakticky bez zhoršení parametrů. Tento proces má ale i negativní stránku. Pokud k prvku připojíte zátěž, která spotřebovává dostatečně velký proud, pak v počátečním okamžiku bude mít zátěž snížené napětí asi 2,3...2,7 V (a ještě méně), i když při volnoběhu bude napětí normální 3,3...3,6 B. To je způsobeno skutečností, že výsledný film má nízkou vodivost a nemůže být okamžitě zničen, což brání toku proudu.

Stupeň pasivace prvku (tloušťka fólie) závisí na době a podmínkách jeho skladování a také na provozním režimu. Čím delší je doba skladování a čím vyšší teplota, tím silnější je fólie. Výrazné negativní projevy pasivačního efektu začínají po 5-6 měsících skladování za normálních podmínek nebo v důsledku delšího používání prvku v mikroproudovém režimu (jednotky mikroampérů).

V reálném životě často existují zařízení, která pracují většinu času v pohotovostním (mikroproudém) režimu (například senzory). Zařízení odebírají proud několik mikroampérů nebo desítek mikroampérů po dlouhou dobu a po nějaké události se musí přepnout do režimu střední nebo vysoké spotřeby. V tomto případě, pokud je v zařízení instalována baterie po dlouhodobém skladování nebo režim mikrospotřeby trval velmi dlouho, nemusí k přechodu do režimu vysoké spotřeby dojít. Prvek bude produkovat nízké napětí a zařízení se nezapne.

Snížené napětí má menší vliv na zařízení s nízkou spotřebou proudu. Když je taková zátěž připojena, napětí na prvku se mírně sníží a zařízení bude fungovat, pokud je však proud velmi malý (několik mikroampérů), může proces pasivace pokračovat a v určitém okamžiku může fungovat zařízení se stane nestabilním.

Při připojení zátěže, která spotřebovává několik miliampérů (průměrná zátěž), napětí klesne a po chvíli se vrátí na normální hodnotu. To je vysvětleno skutečností, že když je spotřebován stanovený proud, stávající film se v průběhu času zhroutí a neustále tekoucí proud nebo tekoucí v poměrně krátkých časových intervalech zabrání jeho vytvoření a zařízení bude fungovat stabilně.

Nízké napětí na prvku při připojení zátěže, která odebírá velký proud (desítky miliampér), může narušit jeho činnost, nebo se prostě nezapne. Výměna prvku za nový (právě zakoupený a nepoužitý) situaci nenapraví, ale kontrola zátěže ukáže, že je vše v pořádku s jeho obvodem.

Podobný případ nastal v praxi autora článku. Při práci v jednom z podniků jsem musel připravit produkt pro sériovou výrobu. Výrobek se skládal z několika samostatných zařízení, z nichž jedno mělo zvláštnost - jeho provozní režim byl pulzní s poměrně velkým odběrem proudu (dálkové ovládání). Zdrojem energie v produktu byly lithiové články. V té době (začátek 90. let) nebyly takové prvky příliš běžné a nákupní oddělení zakoupilo šarži výrobků s podobným napětím. Tyto prvky byly instalovány do zařízení a ukázalo se, že všechna zařízení, již otestovaná a nakonfigurovaná, měla prudké snížení komunikačního dosahu. Mělo se za to, že prvky byly dlouhodobě skladovány a ztratily část své kapacity (ve skutečnosti byly skladovány poměrně dlouho). Byla zakoupena další várka prvků (více „čerstvých“) - situace se výrazně nezlepšila. Když to začali zkoumat, ukázalo se, že tyto prvky jsou thionylchlorid a mají pasivační účinek. Problém byl vyřešen určitou úpravou obvodu. Uvnitř zařízení jsme připojili několik dalších elektrolytických kondenzátorů paralelně k napájecímu konektoru. K prvnímu sepnutí zařízení začalo docházet díky části energie akumulované v kondenzátorech a současně proudové impulsy depasivovaly prvek.

Lithium-thionylchloridové články, které byly před použitím skladovány po dobu šesti měsíců nebo déle, musí být depasivovány, to znamená, že izolační film chloridu lithného musí být zničen proudovým pulzem. Obrázek 2 ukazuje graf vysvětlující depasivaci zdrojů primárního proudu lithiumthionylchloridu. Na grafu jsou čtyři oblasti.

I: zobrazuje napětí na prvku naprázdno (naprázdno; 3,6 V);

II: při připojení zátěže v čase t0 dojde k proudovému impulsu, který vede k prudkému poklesu napětí na prvku na úroveň 2,4 V.

III: hlavní část plochy izolační fólie je zničena a napětí na prvku se zvýší na 3 V. Když napětí dosáhne 3,0 V s připojenou zátěží, má se za to, že depasivace je dokončena.

IV: dochází k další destrukci zbývající části plochy fólie a napětí se postupně zvyšuje na nominální hodnotu.

Pro aktivaci za žádných okolností nezkratujte svorky baterie. Tato metoda povede k selhání prvku. Existují přípustné režimy depasivace (aktuální a časové) doporučené výrobcem. Tabulka 2 ukazuje režimy depasivace pro některé prvky EEMB.

Tabulka 2. Režimy depasivace pro LHIT vyráběné EEMB

» target=»_blank»>er-1″ style=»text-align: center; barva pozadí: bílá; šířka: 100 %; border-collapse: kolaps; ohraničení: #989DA7 2px plné;»>

Jméno	Aktivační proud/odpor zátěže	Doba uložení/doba aktivace			Ověřovací (aktivační) kritérium*
Jméno	Aktivační proud/odpor zátěže	3 měsíce	6 měsíců	12 měsíců a další	Napětí naprázdno, V	Napětí při zatížení, V
ER14250	10 mA/330 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	330	≥3,2
ER14335	15 mA/220 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	220	≥3,2
ER14505	20 mA/165 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	165	≥3,2
ER17335	20 mA/165 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	165	≥3,2
ER18505	33 mA/100 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	100	≥3,2
ER26500	60 mA/56 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	56	≥3,2
ER34615	60 mA/56 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	56	≥3,2
ER341245	100 mA/33 Ohm	10 min.	20 min.	35 min.	≥3,6	33	≥3,2
ER14250M	60 mA/56 Ohm	10 min.	15 min.	30 min.	≥3,6	56	≥3,2
ER14335M	60 mA/56 Ohm	10 min.	15 min.	30 min.	≥3,6	56	≥3,2
ER14505M	100 mA/33 Ohm	10 min.	15 min.	30 min.	≥3,6	33	≥3,2
ER17335M	100 mA/33 Ohm	10 min.	15 min.	30 min.	≥3,6	33	≥3,2
ER18505M	100 mA/33 Ohm	10 min.	25 min.	35 min.	≥3,6	33	≥3,2
ER26500M	150 mA/22 Ohm	10 min.	25 min.	35 min.	≥3,6	22	≥3,2
ER34615M	150 mA/22 Ohm	10 min.	25 min.	35 min.	≥3,6	22	≥3,2
* – Kontrola podle aktivačního kritéria 1 hodinu po depasivaci.

Protože průchod proudu vede ke zničení dielektrického filmu, aby se zabránilo pasivaci prvku v zařízení pracujícím po dlouhou dobu v pohotovostním režimu nebo v mikroproudovém režimu, je nutné poskytnout algoritmus pro pravidelné zapínání tohoto zařízení nebo periodické připojování přídavné zátěže k baterii. Pokud má zařízení mikrokontrolér, není to složité na organizaci a lze to provést na softwarové úrovni. Pokud to z nějakého důvodu není možné, pak by mělo být realizováno trvalé vybíjení prvku malým proudem. Například pro dříve depasivovaný prvek ER14505(typ AA) výrobce EEMB doporučuje konstantní vybíjecí proud 7...10 µA. V každém případě u zařízení pracujícího v mikroproudovém režimu nebo v pulzním režimu s dlouhými čekacími dobami byste měli nejprve konzultovat s výrobcem nebo jeho zástupcem profil vybíjení týkající se pasivace a získat doporučení, jak se jí vyhnout, pokud by k ní mohlo dojít vybraný profil.

Zvláštnost chování prvku po depasivaci

S pasivací/depasivací je spojena ještě jedna nuance. Stává se, že se pokusí otestovat depasivovaný prvek tak, že k němu připojí zátěž blízkou maximu. Pokud například specifikace udává maximální konstantní proud 200 mA, připojte příslušnou zátěž a sledujte odečty zařízení v režimu měření napětí a v průběhu času pozorujte postupné snižování napětí o několik desetin voltu. . Na základě toho se usuzuje, že prvek je vybitý a má nedostatečnou kapacitu. Následné kontroly však ukázaly, že tomu tak vždy není.

Při delším připojení zátěže (15...20 minut) je po poklesu napětí vidět jeho následné zvýšení na 3,2 V a ještě výše. Pokud je zátěž spínána v pulzním režimu s maximálním proudem pro zvolený prvek, pak v okamžiku připojení dojde k mírnému poklesu napětí s následným obnovením v okamžiku odpojení zátěže a po určitém počtu takových spínání má napětí hodnotu 3,2 ... 3,3 V a prakticky se nemění. Testování při několikanásobně vyšším proudu, než je jmenovitý, ukázalo stabilní napětí 3,4 V s mírným nárůstem na 3,5 V.

Bylo provedeno několik podobných experimentů s různými thionylchloridovými prvky. Jeden z výsledků experimentu je znázorněn na obrázcích 3 a 4. Ve všech provedených experimentech měly baterie kapacitu blízkou té, která by měla být při zvoleném vybíjecím proudu konkrétního prvku. Podle informací od výrobce, při vybíjení stejnosměrným proudem o hodnotě srovnatelné s maximem, může být kapacita článku snížena na 40...50 % oproti specifikaci specifikované ve specifikaci (obrázek 5). Pro prvky účastnící se experimentu (tři prvky ER26500(EEMB) a jeden prvek LS26500(SAFT)), jmenovitý vybíjecí proud uvedený ve specifikaci je 2 mA (EEMB) a 4 mA (SAFT) a maximální vybíjecí proud je 200 mA a 150 mA. Kapacita prvků EEMB je 9,0 Ah (při proudu 2 mA), SAFT 7,7 Ah (při proudu 4 mA). Prvek SAFT byl navíc prakticky nový a nebyl podroben předběžné depasivaci, zatímco prvky EEMB měly skladovatelnost přibližně jeden rok a byly dříve depasivovány v souladu s údaji v tabulce 2.

Samozřejmě snížení napětí na prvku 1 na 1,7 V při maximálním konstantním proudu je výrazně nižší než mezní napětí mnoha zařízení a při tomto napětí zařízení prostě nefungují. Je však třeba zvážit jeden důležitý bod. Při zvolené aktuální hodnotě bude prvek/zařízení fungovat pouze jeden den, což je velmi málo. To ukazuje, že vybíjení nebo dlouhodobé testování prvku na maximální proud je ve většině případů nesmyslné, protože v praxi se takový režim nepoužívá (baterie v zařízení by se musela měnit každý den).

V praxi se častěji používá pulzní režim nebo režim vybíjení nízkým proudem. Totiž v takových režimech se depasivované prvky, které mohly být zpočátku odmítnuty, chovaly přijatelně.

Výsledky tohoto experimentu lze vysvětlit tím, že při první depasivaci nemusel být prvek zcela obnoven (zpočátku došlo k hluboké pasivaci). A následné vybití to prostě úplně obnovilo. Teprve při vybíjení zvýšeným proudem prošel prvek ještě jednou aktivačním procesem a to jsme viděli, ale při vybíjení pulzním proudem nebo relativně malým proudem (křivka 2) pro nás tento proces zůstal nepovšimnut.

Výsledky experimentů neznamenají, že tomu tak bude vždy. Hodně může záviset na konkrétní šarži prvků a podmínkách jejího skladování. Výsledek je však významný tím, že všechny baterie, které by se podle předběžných údajů daly považovat za vybité, se ukázaly být nabité. Pokud tedy v praxi depasivovaný nebo nový prvek při připojení zátěže s proudem blízkým maximální hodnotě zpočátku vykazuje pokles napětí, neměli byste jej okamžitě odmítnout, ale měli byste se jej pokusit vybít a sledovat chování napětí a na základě toho učinit konečný závěr s ohledem na zamýšlený provozní algoritmus zařízení.

Kapacita galvanického článku

V praxi mají vývojáři a uživatelé vždy otázku ohledně skutečné kapacity galvanické baterie. Kapacita baterie spolu s jejím napětím jsou nejdůležitější parametry. Při znalosti skutečné kapacity a přesného provozního algoritmu zařízení by bylo vždy možné přesně předpovědět životnost zařízení nebo okamžik, kdy je třeba vyměnit baterii. To je extrémně důležité při používání LHIT. Jak je vidět z obrázku 1, je velmi obtížné předpovědět dobu vybíjení prvku sledováním napětí, protože vybíjecí křivka je plochá. A těsně před samotným vybitím se rychle sníží napětí článku a baterii prostě nestihnete včas vyměnit.

Je možné přesně nebo s dostatečnou mírou přesnosti zjistit zbytkovou (v každém okamžiku k dispozici) skutečnou kapacitu baterie? Bohužel nemůžete! Přesnou kapacitu baterie zjistíte pouze jejím úplným vybitím, ale tato informace již nebude relevantní, protože prvek nelze znovu použít. I kdybychom vycházeli z toho, že výrobce nelže a ve specifikaci poctivě udává kapacitu baterie a zařízení implementuje výpočet spotřebované energie, pak ani v tomto případě nelze přesně předpovědět zbytkovou kapacitu. Proč? – To lze pochopit, vezmeme-li v úvahu graf závislosti kapacity prvku na vybíjecím proudu při různých teplotách (obrázek 5).

Z grafu vyplývá, že při různém odběru proudu při konstantní normální teplotě se kapacita prvku mění ze 7,7 A h na 3,9 A h Navíc je třeba připomenout, že takové grafy jsou pořizovány při konstantním trvalém vybíjecím proudu. V fungujícím zařízení je takový režim prakticky nemožný. Spotřeba proudu v zařízení je zpravidla proměnná. Některou část času zařízení pracuje při nízkém proudu, dokonce méně než 1 mA (omezení v grafu výše), a určitou část času při jiné hodnotě proudu, až do maxima. Zařízení navíc pracuje v širokém teplotním rozsahu a na tom závisí i kapacita prvku. Navíc při určité hodnotě teploty se kapacita zvyšuje s rostoucím proudem (70°C na grafu) a při určité teplotě klesá. Pokud například zařízení neustále spotřebovává proud 20 mA, pak se v teplotním rozsahu -40...70°C jeho kapacita změní z 3,4 Ah na 7 Ah - jak klesá, tak stoupá. A mimochodem, není jasné, při jaké teplotě se kapacita začíná zvyšovat spolu s nárůstem proudu. V zobrazeném grafu je tato teplota 70 °C a možná stejný znak bude při 60 °C? Abyste to věděli, musíte odstranit skupinu křivek velmi malým krokem, a přesto z toho nebude žádný praktický užitek.

Kromě závislosti na proudu a teplotě existují další faktory, například po proudovém impulsu, kdy zařízení přejde do režimu mikrospotřeby, se část aktivní látky baterie spotřebuje na pasivaci (tvorba nového filmu) a čím více pulsů, tím více se tato látka spotřebuje, a tedy – a energie. I když má zařízení spolu s výpočtem energie také regulaci teploty pro zadávání korekčních faktorů, stále není možné přesně určit zbývající kapacitu baterie. Proto existuje něco jako účinnost baterie (sazba).

Faktor využití baterie ukazuje, jaká část energie bude spotřebována a která půjde jednoduše do ztrát spojených se závislostí na odběru proudu, teplotě, samovybíjení, svodových proudech na desce plošných spojů, pasivaci/depasivaci, vlhkosti prostředí (kupodivu dost) a další faktory. Využití baterie je vždy menší než 100 %.

Výrobci chemických zdrojů energie doporučují používat přibližně následující hodnoty koeficientů:

u silnoproudých zařízení (průměrný proud několik desítek mA) - zdroj 3-6 měsíců, z baterie lze odebírat až 95%.
pro zařízení s průměrnou spotřebou (jednotky mA) - zdroj 2-3 roky, až 85-90% lze odebírat z baterie
pro zařízení s nízkou spotřebou (méně než 1 mA) - zdroj na 3-5 let, z baterie lze odebírat až 60-70%
pro zařízení s mikrospotřebou (jednotky a desítky µA) - zdroj na 5-10 let, z baterie nelze odebrat více než 50-60%.

Při výběru galvanického článku byste se měli zaměřit na aktuální hodnotu, při které je indikována jeho kapacita, a vybrat prvek, ve kterém se tato hodnota bude blížit zamýšlenému provoznímu režimu zařízení, s přihlédnutím k dalším parametrům.

Příklad volby typu chemie galvanického článku

Z tabulky 1 je zřejmé, že ekonomicky a technicky nejvýhodnější je thionylchloridový prvek. Bylo by zajímavé zjistit, zda to platí pro nějaké aplikace? Podívejme se na jednoduchý příklad. Předpokládejme, že potřebujeme galvanický článek pro napájení paměti CMOS v zařízení. Spotřeba proudu 5 µA, napájecí napětí 1,8...5,5 V, životnost 10 let (90 tisíc hodin). Předpokládejme, že svodový proud na desce je 0,2 µA.

Nejprve vybereme thionylchloridový prvek. Aby nedošlo k pasivaci prvku v zařízení, musí být neustále zatěžován tak, aby celkový proud byl větší než 10 μA. Přijměme s malou rezervou proud 12 μA. Po dobu požadované životnosti musí prvek dodat kapacitu 90 000 h × 12 μA = 1,08 A h. Při zohlednění svodového proudu (0,2 μA) a samovybíjení (1 % za rok) zjistíme, požadovaná kapacita bude 1,21 Ah Vzhledem k míře využití baterie (60 %) bychom měli zvolit prvek s kapacitou alespoň 2,01 Ah ER14505(2,4 Ah) stojí přibližně 1,77 $ (pro určitý objem nákupu).

Provedeme-li podobný výpočet pro článek na bázi oxidu lithného a manganičitého, zjistíme, že je třeba vybrat prvek s kapacitou alespoň 0,88 Ah. Zde již nebereme v úvahu dodatečný depasivační proud. Za předpokladu stejného faktoru využití baterie máme, že můžeme vybrat prvek

Rýže. 6. LHIT vyrobený EEMB: a) ER14505; b) CR14250

Výše uvedený příklad ukazuje, že v tomto případě je výhodnější použít prvek na bázi elektrochemického systému lithium-oxid manganičitý, i když podle předběžných údajů (tabulka 1) byl méně rentabilní. Stalo se tak proto, že při použití lithium-thionylchloridového článku jsme byli nuceni zahrnout dodatečné ztráty, abychom zabránili pasivaci prvku. Tyto ztráty (proud 7 μA) jsou v podstatě ještě větší než napájecí proud paměti (5 μA). Z toho můžeme usoudit, že použití thionylchloridových prvků je výhodnější, když je spotřebovaná užitečná energie větší než dodatečné ztráty, aby se zabránilo pasivaci.

Závěr

Na trhu LHIT je široká škála výrobců, široce známých i méně známých. Parametry uvedené ve specifikacích těchto výrobců jsou si zpravidla velmi podobné, pokud jsou uvažovány prvky stejného tvaru a typu. Náklady na prvky od různých výrobců se však mohou několikrát lišit. Na základě zkušeností z používání těchto prvků můžeme říci, že pokud budou většinu času provozovány za běžných podmínek v režimu nepříliš odlišném od jmenovitého, pak bude jejich chování podobné. V tomto případě si můžete vybrat levnější prvek, například od společnosti EEMB. Tato společnost působí na trhu LHIT již více než 20 let, z toho 15 let na ruském trhu s pozitivními recenzemi. Pokud však zařízení musí pracovat v režimech blízkých limitním z hlediska elektrických parametrů a provozních podmínek, pokud se předpokládá dlouhodobý provoz zařízení (více než 10-12 let), jsou zvýšené požadavky na spolehlivost a bezpečnost zařízení, pak byste si měli vybrat produkty od takových společností, jako je SAFT. Tato společnost působí v oblasti LHIT již více než 50 let a je obecně uznávaným celosvětovým standardem.

Společnost Time-1 prodává různé lithiové baterie od předních výrobců baterie- francouzská společnost SAFT, izraelská společnost TADIRAN a čínský výrobce

Lithiové baterie SAFT, TADIRAN, MINAMOTO jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích: kosmický a letecký průmysl, lékařství, vojenský a námořní průmysl, civilní zásobování energií atd. Pro svou spolehlivost a vynikající kvalitu jsou lithiové baterie oceňovány výrobci a montéry bezpečnostních systémů a komplexní osvětlení. Kromě prodeje baterií do všech druhů elektrozařízení disponuje naše společnost výrobními prostory, které nám umožňují vyrábět originální baterie na základě individuálních požadavků zákazníka na základě stávajících komponentů. baterie jakákoli konfigurace.

Můžete si nechat odborně poradit od našich manažerů nebo si potřebné baterie objednat telefonicky nebo ICQ (sekce „Kontakty“).

Saft

Tadiran

Z historie vzniku lithiových baterií

Aktuální zdroje s vyššími energetickými charakteristikami a rozšířeným rozsahem provozních schopností vznikly eliminací vodných elektrolytů. Největšího úspěchu bylo dosaženo ve vývoji lithiových článků s organickými a pevnými elektrolyty.

První práce o použití lithia jako anodového materiálu v současných zdrojích se objevily na počátku 19. století, ale skutečně se rozvinuly až v 60. letech 20. století. Byly studovány proudové zdroje s katodovými materiály v pevné fázi (MnO2, CuO, I2, CFx, FeS2 a mnoho dalších) a v kapalné fázi (SO2 a SOCl2).

Lithiové články V současnosti v řadě oblastí techniky úspěšně konkurují levnějším článkům s vodným elektrolytem. Používají se v hodinkách, fotoaparátech, kalkulátorech, k ochraně paměti integrovaných obvodů, v měřicích přístrojích a lékařských zařízeních, kde je vyžadována vysoká bezpečnost a stabilita provozního napětí po mnoho let provozu.

Navržený a výkonný aktuální zdroje, schopný dodávat vysokoenergetické pulzy i po 10-12 letech skladování.

Směrem k těsnění lithiové články jsou kladeny zvýšené požadavky, protože musí být vyloučena možnost nejen úniku elektrolytu, ale také vnikání vzduchu a vodní páry, což vytváří nebezpečí požáru nebo výbuchu prvku. Vysoká reaktivita lithia a vliv vzdušné vlhkosti na stav elektrod a elektrolytu také podmiňují zvýšené obtíže při výrobě prvků, nutnost provádět technologické operace v uzavřených jednotkách s argonovou atmosférou a „suchých“ místnostech.

Lithiové články, válcové i kotoučové, se vyrábí v rozměrech prvků tradičních elektrochemických systémů. Proto je třeba dávat pozor, abyste omylem nevyměnili prvky s provozním napětím 1,5 V za lithiové, jejichž napětí je mnohem vyšší. Mnoho firem se často snaží toto nebezpečí snížit a dodává prvky s navařenými nestandardními vývody v podobě plochých plátků, axiálních jehličkovitých kolíků pro pájení prvků do obvodu atd.

Současné zdroje založené na systému lithium/thionylchlorid (Li/SOСl2).

Prvky systému Li/SOСl2 s katodou v kapalné fázi mají nejlepší specifické vlastnosti mezi lithiovými primárními proudovými zdroji (až 600 Wh/kg a 1100 Wh/dm3). NRC prvků - 3,67 V, provozní napětí 3,3-3,5 V v závislosti na vybíjecím proudu.

Prvky jsou provozuschopné v rozsahu teplot od -60 do + 85 °C, některé až do +130 °C. Konstrukce Li/SOCl2 článků je podobná konstrukci Li/SO2 článků, ale thionylchlorid je mnohem agresivnější než jiné elektrolyty, takže zajištění jejich požární a výbuchové bezpečnosti vyžadovalo velké úsilí jak ze strany vývojářů, tak technologů.

Analýza mechanismů, které mohou vést k explozím Li/SOCl2 článků, ukazuje, že bezpečnost provozu těchto proudových zdrojů je dána poměrem kapacit elektrod, koncentrací elektrolytu, použitými separátory a mnoha dalšími faktory. Potenciálně nejnebezpečnější jsou nadměrné vybití při vysokých proudových hustotách. Výbuchy mohou být způsobeny vzniklými lithiovými dendrity a jemně rozptýleným lithiem, které se uvolňuje na katodě a může v přítomnosti uhlí vstoupit do chemické reakce s elektrolytem, přičemž se uvolní velké množství tepla. Prvky omezené anodou jsou při nadměrném vybíjení poměrně stabilní: obrácené dokážou udržet stabilní napětí (na úrovni -1 V) po velmi dlouhou dobu bez jakýchkoli následků. Katodově omezené prvky snášejí přepólování mnohem hůře. K odtlakování dochází mnohem dříve: při nadměrném vybití až o několik stupňů Celsia a čím rychleji, tím vyšší je proudová hustota.

Při nízkých teplotách (asi -50 °C) produkují články výkon několikanásobně menší, než je jmenovitý. Pokud jsou prvky poté přeneseny do teplé místnosti, výboj pokračuje a může dojít k výraznému zahřátí v důsledku rozkladu meziproduktů reakce až do bodu výbuchu.

Pro zvýšení provozní bezpečnosti lze prvky vybavit nouzovými odvzdušňovacími ventily, pojistkami a tepelnými spínači.

Při navrhování baterií z článků se doporučuje použít externí diodovou ochranu pro každý z nich, ale nezapomeňte, že by to mělo fungovat pouze při vybití. Při dlouhodobém skladování mohou zpětné proudy z neodpojených diod vést k úplnému vyčerpání kapacity článku.

Skladovatelnost prvků systému Li/SOСl2 je až 10 let se samovybíjením 1,5-2 % za rok při 20 °C. Při dlouhodobém skladování těchto prvků může dojít k poklesu napětí, které se pak pomalu (během několika minut) obnovuje na provozní napětí. Hloubka a trvání počátečního poklesu napětí se zvyšují při nižších teplotách.

Oblíbené v kategorii: