Какие бывают литиевые аккумуляторы

Долго кислотные батареи были единственным приспособлением, обеспечивающим током автономные объекты. Они имели много недостатков, из-за которых их нельзя было использовать в закрытых помещениях или при подключении к устройству, потребляющего большое количество электроэнергии.

На смену им пришли более надежные литий-ионные батареи. Они отличаются надежностью и способностью выдерживать большое количество циклов заряда-разряда. Они используются вместо батареек для бытовой техники, в качестве АКБ. Такие элементы прослужат долго, если перед покупкой разобраться, какие бывают литиевые аккумуляторы, в чем их разница.

Различаются они:

• толщиной фольги и сепаратора;
• материалом электродов;
• размером частиц активной массы и другими показателями.

Модели, рассчитанные на значительную мощность, делаются с токовыводами больших размеров и массы. Нужно это для предотвращения перегрева.

Виды по конструкции корпуса

Популярны цилиндрические модели. Они используются в бытовой технике, электронике, широко распространены в продаже. Выбирают их при необходимости сохранения объема при длительном использовании. Конструкция электродов в этом типе всегда рулонная (Электроды скручиваются вокруг виртуальной пластины).

При серьезных требованиях к току применяются винтовые борны с увеличенными показателями емкости и разрядного тока. Батареи с контактными площадками нужны для объединения в батареи. Для этого происходит процесс сварки.

В азиатских странах для обеспечения питания электровелосипедов применяются призматические литиевые разновидности. Они делаются из материалов, которые остаются инертными к электродам, электролитам.

Современные литиевые аккумуляторы могут иметь оболочку из ламинированной фольги. Подобная разновидность появилась благодаря литий-полимерных моделей. Такие модели легче предыдущих двух типов. Корпус для них не используют, а помещают в пакет из специального материала, который герметично запаивают.

Типы литий-ионных аккумуляторов

Различаются они видом активного вещества. Все они относятся к герметичным необслуживаемым разновидностям. Литий-ионные аккумуляторы разделяются:

• на литий-кобальтовый;
• литий-марганцевый;
• никель-марганец-кобальт-оксидный;
• железно-фосфатный;
• никель-кобальт-алюминий-оксидный;
• литий-титанатный.

Литий-кобальтовые

Часто встречаются в мобильных телефонах, ноутбуках, фото- и видеокамерах. Катод в таких моделях имеет слоистую структуру, во время разряда ионы лития перемещаются к нему от анода. При зарядке направление меняется на противоположное. К минусам относится короткий период службы, ограниченные возможности при нагрузках. Их плюс - существенная удельная мощность.

Литий-марганцевые

Имеют среднюю удельную энергоемкость и большой ресурс. Предполагается, что использовать их можно до 5 лет, они спокойно выдерживают до 1000 циклов. К особенностям относится самобалансировка.

Если напряжение достигает максимальных пиков, элемент выделяет тепло, чтобы не превысить пороговые значения. Благодаря такому эффекту подобные модели можно применять с минимальным контролем. Используются для питания дорогого силового инструмента и в легком электротранспорте. К недостаткам относится отсутствие возможности заряда при отрицательных температурах

Железно-фосфатные

Эти виды литиевых аккумуляторов с самым большим сроком применения без ухудшения характеристик. Они справляются со своими функциями до 7000 циклов, но производятся с самой низкой удельной теплоемкостью. Устройства для накопления энергии могут заряжаться разными токами при отрицательных температурах. Отличаются безопасностью, имеют низкий саморазряд. Подходят для электровелосипедов и другой техники. Их недостаток - более значительная цена.

Литий-никель-марганец-кобальтовые

Это один из новых типов. Разработчики постарались сделать так, чтобы в них объединились плюсы предыдущих видов. Поэтому они отличаются:

• существенной удельной электроемкостью;
• химической стабильностью;
• морозоустойчивостью;
• высокой токоотдачей.

К их недостаткам относится нестандартное максимальное напряжение и высокая цена.

Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные

Эта модель была разработана в 1999 году. Отличается хорошей удельной мощностью и длительным сроком использования. Недостаток этого типа аккумулятора - безопасность. Часто применяется в промышленном и медицинском оборудовании. Оснащаются им и электрические силовые агрегаты.

Литий-титанатные

Могут применяться при разных температурных режимах. Отличаются высокими показателями производительности и безопасности. Это одна их самых эффективных моделей. По сей день активно ведутся разработки, благодаря которым можно было бы увеличить удельную энергоемкость системы и снизить цену. LiFePo4 и LTO аккумуляторы отличаются уникальной электрохимической и физической стабильностью структуры материала.

Литий-полимерные аккумуляторы

Литий-ионные модели не всегда справляются с современными задачами. Поэтому их заменяют литий-полимерными устройствами. Сам элемент имеет толщину в 1 мм. Благодаря этому делают компактные батареи. Эти виды более безопасны, выпускаются с меньшим весом. Дополняются встроенной защитой от утечки электролитов и перезарядов.

В них вместо стандартного электролитического состава используется сухой полимерный электролит, представленный в виде пленки. Он не проводит ток, не препятствует обмену заряженными частицами. Электролит хорошо поддается обработке, благодаря чему можно создать систему любой формы.

Современные литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы во многом имеют схожие характеристики. Перед выбором подходящего типа учитываются конструктивные особенности устройства, необходимая мощность, условия эксплуатации и другие тонкости. Все батареи должны заряжаться с использованием оригинальных зарядников. Это продлит им срок жизни.