Dari artikel ini Anda akan memahami cara mengisi baterai Li-Ion (lithium-ion) dengan benar, dan juga mempelajari caranya pengoperasian yang benar dan layanan. Pengetahuan seperti ini akan memperpanjang umur baterai Anda.

Baterai lithium-ion telah tersebar luas karena kemudahan produksinya, biaya rendah dan sejumlah besar siklus pengisian-pengosongan. Namun untuk menikmati manfaat ini, Anda perlu menggunakan baterai Li-Ion dengan benar.

Petunjuk pengoperasian bervariasi tergantung pada jenis baterai. Misalnya, baterai Ni-MH dan Ni-Cd harus benar-benar habis sebelum diisi. DI DALAM jika tidak Elemen menjadi lebih besar dan volume baterai berkurang. Namun, aturan “membeli telepon - mengosongkannya hingga nol, lalu mengisi dayanya dan mengulangi siklusnya beberapa kali” tidak bersifat universal dan tidak berlaku untuk Li-Ion.

Oleh karena itu, sebelum menerapkan rekomendasi di bawah ini, perhatikan baterai Anda. Seharusnya dikatakan bahwa itu adalah lithium-ion (Li-Ion). Hanya dalam kasus ini, gunakan aturan pengoperasian berikut.

Jangan terlalu sering mengosongkan baterai hingga nol.

Baterai tetap tidak dapat dikosongkan sepenuhnya. Papan pelindung mematikan perangkat ketika nilai minimum tertentu tercapai. Pengosongan total hanya dapat dilakukan jika Anda membongkar baterai dan melepas papan pelindung. Li-Ion dan Baterai Li-Pol tidak dapat mentolerir pelepasan total yang sering. Itu sebabnya mereka dijual 2/3 dibebankan.

Tempatkan perangkat untuk mengisi daya saat baterai tersisa 10-20%.

Pesan seperti “Silakan sambungkan pengisi daya” muncul ketika daya mencapai 10-20% karena suatu alasan. Ikuti rekomendasi pabrikan dan sambungkan pengisi daya.

Namun Anda tidak perlu menunggu kejatuhan seperti itu. Jika Anda dapat mengisi daya ponsel atau laptop Anda, lakukanlah. Pengisian daya secara teratur bukanlah obat mujarab, tetapi semakin sering Anda mengisi daya Li-Ion, semakin lama daya tahannya.

Kalibrasi baterai Anda secara berkala

Kalibrasi menyiratkan debit lengkap dan pengisian daya perangkat selanjutnya. Tidak ada kontradiksi dengan aturan pertama: kalibrasi harus dilakukan kira-kira setiap tiga bulan sekali.

Kalibrasi tidak secara langsung memperpanjang masa pakai baterai, namun hanya membantu pengontrol menentukan kapasitas baterai dengan benar. Jika pengontrol salah menentukan jumlah pengisian daya, perangkat harus diisi lebih sering. Siklus pengisian-pengosongan terbuang dan baterai lebih cepat rusak.

Gunakan pengisi daya asli

Orisinalitas dalam konteks masalah yang sedang dipertimbangkan diperlukan untuk melindungi diri dari penggunaan produk berkualitas rendah. Jika Anda yakin itu spesifikasi teknis perangkat pihak ketiga sesuai dengan karakteristik charger aslinya, maka tidak akan timbul masalah.

Cobalah untuk tidak menggunakan "katak"

Jika memungkinkan, hindari mengisi baterai menggunakan katak. Penggunaan perangkat yang tidak bersertifikat tidak aman; ada kalanya “katak” terbakar saat mengisi daya.

Eksperimen pertama untuk membuat sel litium galvanik dicatat pada tahun 1012. Model yang benar-benar berfungsi diciptakan pada tahun 1940, salinan produksi pertama (tidak dapat diisi ulang!) muncul pada tahun 70an, dan pawai kemenangan baterai jenis ini dimulai pada awal tahun 90an, ketika perusahaan Jepang Sony mampu menguasai komersial mereka. produksi.

Saat ini, diyakini bahwa ini adalah salah satu bidang yang paling menjanjikan untuk menciptakan sumber energi listrik otonom, meskipun biayanya cukup tinggi (pada tingkat saat ini).

Keuntungan utama baterai jenis ini adalah kepadatan energinya yang tinggi (sekitar 100 W/jam per 1 kg berat) dan kemampuannya melakukan siklus pengisian/pengosongan yang besar.

Baterai yang baru dibuat juga dicirikan oleh indikator yang sangat baik seperti kecepatan rendah self-discharge (hanya dari 3 hingga 5% di bulan pertama, diikuti dengan penurunan indikator ini). Hal ini memungkinkan untuk

Dan bukan itu saja - dibandingkan dengan Ni-Cd yang tersebar luas, skema baru dengan dimensi yang sama memberikan kinerja tiga kali lebih besar dengan hampir tidak ada efek negatif ingatan.

Karakteristik negatif

baterai litium ion.

Pertama-tama, biaya tinggi, kebutuhan untuk menjaga baterai tetap terisi dan apa yang disebut “efek penuaan”, yang muncul bahkan ketika sel galvanik tidak digunakan. Properti terakhir yang tidak menyenangkan memanifestasikan dirinya dalam penurunan kapasitas yang konstan, yang setelah dua tahun dapat menyebabkan kegagalan total produk.

Untuk waktu yang lama baterai asam adalah satu-satunya perangkat yang mampu menyediakan arus listrik ke objek dan mekanisme otonom. Meskipun besar arus maksimum dan minimal resistensi internal, baterai tersebut memiliki sejumlah kelemahan yang membatasi penggunaannya pada perangkat yang mengonsumsi listrik atau listrik dalam jumlah besar di dalam ruangan. Dalam hal ini, litium baterai ion Mereka tidak memiliki banyak sifat negatif dari pendahulunya, meskipun mereka juga memiliki kekurangan.

Isi

Apa itu baterai lithium ion

Baterai litium pertama kali muncul 50 tahun lalu. Produk-produk tersebut adalah baterai biasa, di mana anoda litium dipasang untuk meningkatkan tingkat keluaran listrik. Produk-produk tersebut memiliki harga yang sangat tinggi karakteristik kinerja, tetapi salah satu kelemahan paling serius adalah kemungkinan besar penyalaan litium ketika katoda terlalu panas. Dengan adanya fitur ini, para ilmuwan akhirnya mengganti unsur murni dengan ion logam, sehingga keamanannya meningkat secara signifikan.

Baterai li-ion modern sangat andal dan tahan terhadap banyak siklus pengisian dan pengosongan. Mereka memiliki efek memori minimal dan bobot yang relatif ringan. Berkat sifat-sifat ini, baterai lithium telah ditemukan aplikasi yang luas di banyak perangkat. Produk ini dapat digunakan sebagai baterai, sebagai baterai untuk peralatan rumah tangga, dan juga sebagai sumber listrik traksi yang sangat efisien.

Saat ini, perangkat tersebut memiliki sejumlah kelemahan:

• biaya tinggi;
• tidak menyukai kotoran yang dalam;
• mungkin mati pada suhu rendah;
• kehilangan kapasitas ketika terlalu panas.

Bagaimana produksi baterai li-ion dilakukan?

Baterai lithium-ion diproduksi dalam beberapa tahap:

1. Pembuatan elektroda.
2. Menggabungkan elektroda menjadi baterai.
3. Memasang papan pelindung.
4. Memasang baterai ke dalam casing.
5. Mengisi dengan elektrolit.
6. Menguji dan mengisi daya.

Pada semua tahap produksi, teknologi dan langkah-langkah keselamatan harus diperhatikan, yang pada akhirnya memungkinkan kita memperoleh produk berkualitas tinggi.

Baterai litium-ion menggunakan foil sebagai katoda dengan zat yang mengandung litium diendapkan pada permukaannya.

Tergantung pada tujuan baterai, baterai dapat digunakan koneksi berikut litium:

• LiCoO2;
• LiNiO2;
• LiMn2O4.

Saat memproduksi sumber listrik berbentuk silinder ukuran AA dan AAA, elektroda utama digulung menjadi gulungan, yang dipisahkan dari anoda dengan pemisah. Dengan area katoda yang besar, film yang memiliki ketebalan minimum, intensitas energi produk yang tinggi dapat dicapai.

Prinsip pengoperasian dan desain baterai li-ion

Baterai lithium ion bekerja sebagai berikut:

1. Saat menerapkan tegangan konstan ke kontak baterai arus listrik kation litium berpindah ke bahan anoda.
2. Selama proses pelepasan, ion litium meninggalkan anoda dan menembus dielektrik hingga kedalaman 50 nm.

Dalam “masa pakai” baterai lithium-ion, bisa ada hingga 3.000 siklus seperti itu, sementara baterai dapat menyalurkan hampir semua arus listrik yang terkumpul selama proses pengisian. Pengosongan yang dalam tidak menyebabkan oksidasi pada pelat, yang membuat produk tersebut menonjol dibandingkan dengan baterai asam.

Tidak semua baterai li-ion tahan terhadap pelepasan muatan dalam dengan baik. Jika baterai seperti itu dipasang di ponsel atau kamera (tipe AAA), maka jika dayanya sangat habis, papan pengontrol memblokir kemampuan untuk mengisi daya baterai demi alasan keamanan, sehingga tidak mungkin untuk mengisi daya tanpa pengisi daya khusus. . Jika ini adalah baterai litium traksi untuk motor perahu, maka baterai tersebut tidak akan takut akan pelepasan yang dalam sama sekali.

Berbeda dengan baterai AA baterai kompleks terdiri dari beberapa sumber listrik terpisah yang dihubungkan secara paralel atau seri. Cara penyambungannya tergantung indikator listrik mana yang perlu ditingkatkan.

Ukuran dan jenis baterai li-ion

Baterai lithium-ion telah tersebar luas. Sumber arus listrik seperti itu digunakan dalam berbagai cara perangkat rumah tangga, gadget bahkan mobil. Selain itu, baterai lithium-ion industri diproduksi yang memiliki kapasitas besar dan tegangan tinggi. Yang paling populer adalah jenis berikut baterai litium:

Dua digit pertama dari penunjukan tersebut menunjukkan diameter produk, pasangan kedua - panjangnya. Angka “0” terakhir ditempatkan jika baterai berbentuk silinder.

Selain baterai berbentuk silinder, industri juga memproduksi baterai tipe "" dengan tegangan 9v dan baterai industri kuat dengan tegangan 12v, 24v, 36v dan 48v.

Tergantung pada elemen yang ditambahkan ke produk, wadah baterai mungkin memiliki tanda berikut:

• ICR – mengandung kobalt;
• AKB - - - - mangan;
• INR - - - - nikel dan mangan;
• NCR - - - - nikel dan kobalt.

Baterai litium berbeda tidak hanya dalam ukuran dan bahan kimia tambahannya, tetapi terutama dalam kapasitas dan voltase. Kedua parameter ini menentukan kemungkinan penggunaannya pada jenis perangkat listrik tertentu.

Di mana baterai li-ion digunakan?

Baterai litium-ion tidak memiliki alternatif lain jika diperlukan baterai yang dapat mengalirkan hampir seluruh listrik dan melakukan siklus pengisian/pengosongan dalam jumlah besar tanpa mengurangi kapasitas. Keuntungan dari perangkat tersebut adalah bobotnya yang relatif rendah, karena tidak perlu menggunakan kisi-kisi timah pada perangkat tersebut.

Mengingat karakteristik kinerjanya yang tinggi, produk berikut dapat digunakan:

1. Sebagai baterai starter. Baterai litium untuk mobil menjadi lebih murah setiap tahunnya berkat perkembangan baru yang mengurangi biaya produksi. Sayangnya, harga aki tersebut bisa sangat tinggi, sehingga banyak pemilik mobil yang tidak mampu membeli aki tersebut. Kerugian dari baterai lithium-ion termasuk penurunan daya yang signifikan pada suhu di bawah minus 20 derajat, sehingga di wilayah utara pengoperasian produk tersebut tidak praktis.
2. Sebagai perangkat traksi. Karena baterai lithium-ion dapat dengan mudah menahan pengosongan yang dalam, baterai ini sering digunakan sebagai baterai traksi untuk motor perahu listrik. Jika tenaga mesin tidak terlalu tinggi, maka satu kali pengisian daya akan cukup untuk pengoperasian terus menerus selama 5 - 6 jam, yang cukup untuk memancing atau berperahu. Baterai lithium-ion traksi juga dipasang pada berbagai peralatan pemuatan (penumpuk listrik, forklift listrik) yang beroperasi di ruang tertutup.
3. DI DALAM peralatan Rumah Tangga. Baterai litium-ion digunakan di berbagai perangkat rumah tangga, bukan baterai standar. Produk tersebut memiliki tegangan 3,6v - 3,7v, tetapi ada model yang dapat menggantikan baterai garam atau alkaline biasa dengan 1,5 Volt. Anda juga dapat menemukan baterai 3v (15270, ), yang dapat dipasang sebagai pengganti 2 baterai standar.

Produk semacam itu digunakan terutama pada perangkat bertenaga yang konvensional baterai garam keluar dengan sangat cepat.

Aturan penggunaan baterai li ion

Masa pakai baterai litium dipengaruhi oleh banyak faktor, yang pengetahuannya akan meningkatkan sumber daya secara signifikan. Saat menggunakan baterai jenis ini, Anda harus:

1. Cobalah untuk tidak membiarkan baterai terkuras sepenuhnya. Meskipun baterai memiliki ketahanan yang tinggi terhadap pengaruh tersebut, disarankan untuk tidak memeras semua “sari” dari dalamnya. Perhatian khusus harus diberikan saat mengoperasikan baterai tersebut dengan UPS dan motor listrik kekuatan tinggi. Jika baterai benar-benar habis, Anda harus segera menghidupkannya kembali, yaitu menghubungkannya ke baterai khusus pengisi daya. Anda dapat mengisi daya baterai bahkan setelah lama berada dalam kondisi pengosongan yang dalam, sehingga Anda perlu melakukan pengisian daya berkualitas tinggi selama 12 jam, lalu mengosongkan baterai.
2. Hindari pengisian daya yang berlebihan. Pengisian daya yang berlebihan berdampak negatif terhadap kinerja produk. Pengontrol internal tidak selalu dapat mematikan baterai tepat waktu, terutama saat pengisian daya dilakukan di ruangan yang dingin.

Selain pengisian daya yang berlebihan dan pengosongan yang berlebihan, baterai juga harus dilindungi dari pengisian daya yang berlebihan pengaruh mekanis, yang dapat menyebabkan penurunan tekanan pada rumah dan kebakaran komponen internal baterai Oleh karena itu, dilarang mengirim melalui pos baterai yang mengandung lebih dari 1 g litium murni.

Cara menyimpan baterai lithium ion

Jika ada kebutuhan untuk penyimpanan jangka panjang baterai litium-ion, maka untuk meminimalkan dampak negatif terhadap produk, Anda harus mengikuti rekomendasi berikut:

1. Simpan produk hanya di tempat yang kering dan sejuk.
2. Baterai harus dikeluarkan dari perangkat listrik.
3. Baterai harus diisi sebelum disimpan. Tegangan minimal, dimana proses korosi internal tidak akan terbentuk sama dengan 2,5 Volt per 1 elemen.

Mengingat rendahnya self-discharge pada baterai tersebut, baterai dapat disimpan dengan cara ini selama beberapa tahun, namun selama periode ini kapasitas sel pasti akan berkurang.

Mendaur ulang baterai lithium-ion

Baterai litium-ion mengandung zat yang berbahaya bagi kesehatan dan tidak boleh dibongkar di rumah. Setelah baterai habis masa pakainya, baterai harus dikembalikan untuk didaur ulang lebih lanjut. Di tempat pengumpulan khusus, Anda dapat menerima kompensasi uang untuk baterai litium lama, karena produk tersebut mengandung elemen mahal yang dapat digunakan kembali.

Apa saja jenis baterai litium dan fitur desainnya?

Baterai litium untuk pasar modern telah dengan kuat menempati beberapa ceruk yang berbeda. Mereka terutama digunakan di semua jenis elektronik konsumen, instrumen portabel dan perangkat seluler, peralatan rumah tangga, dll. Bahkan ada baterai lithium 12 volt untuk mobil. Meskipun belum banyak digunakan dalam industri otomotif. Penggunaan baterai litium di berbagai industri perekonomian nasional Hal ini menyebabkan banyak jenis baterai ini bermunculan di pasaran. Tipe utama baterai litium kita akan melihat di artikel hari ini.

Kami tidak akan menulis di sini tentang prinsip pengoperasian baterai Li dan sejarah asal usulnya. Anda dapat membaca lebih lanjut tentangnya di artikel di tautan yang diberikan. Anda juga dapat membaca materi secara terpisah tentang dan. Dan dalam materi ini saya ingin mempertimbangkannya dengan tepat berbagai jenis Baterai Li tergantung pada karakteristik dan tujuannya.

Nah, mengenai kekuatan dan kapasitas baterai lithium. Pembagian di sini cukup sewenang-wenang. Untuk memproduksi baterai dengan berbagai kapasitas, dengan arus yang berbeda pelepasan, produsen mengubah sejumlah parameter. Misalnya, mereka mengatur ketebalan lapisan massa elektroda pada foil (dalam kasus desain gulungan). Dalam kebanyakan kasus, lapisan elektroda ini dilapisi dengan tembaga (elektroda negatif) dan aluminium (positif) foil. Karena peningkatan lapisan elektroda ini, parameter spesifik baterai meningkat.

Namun, ketika massa aktif meningkat, ketebalan dasar konduktif (foil) perlu dikurangi. Hasilnya, baterai dapat mengalirkan lebih sedikit arus tanpa menjadi terlalu panas. Selain itu, peningkatan massa lapisan elektroda menyebabkan peningkatan resistensi elemen. Untuk mengurangi resistensi, zat yang lebih aktif dan terdispersi sering digunakan untuk massa aktif. Produsen “bermain” dengan parameter ini saat memproduksi baterai dengan parameter tertentu. Sel baterai dengan foil tipis dan massa aktif tebal menunjukkan nilai energi tersimpan yang tinggi. Dan kekuatannya akan rendah, dan sebaliknya. Dan ini dapat disesuaikan tanpa mengubah ukuran produk.

Baterai isi ulang dengan arti yang berbeda kapasitas dan arus pelepasan diperoleh dengan mengubah parameter berikut:

• ketebalan kertas timah;
• Ketebalan pemisah;
• Bahan elektroda positif dan negatif;
• Ukuran partikel massa aktif;
• Ketebalan elektroda.

Pada saat yang sama, model baterai yang dirancang untuk daya lebih tinggi dilengkapi dengan kabel arus ukuran besar dan massa. Hal ini dilakukan untuk mencegah overheating. Selain itu, untuk meningkatkan arus pelepasan, berbagai zat digunakan yang ditambahkan ke elektrolit atau massa elektroda. Untuk baterai dengan kapasitas besar lead saat ini biasanya kecil. Mereka dihitung untuk arus pengosongan hingga 2C (biasanya arus pengisian-pengosongan baterai ditunjukkan oleh kapasitasnya) dan arus pengisian hingga 0,5C. Untuk baterai litium kapasitas besar nilai-nilai ini masing-masing mencapai 20C dan 40C.

Model baterai litium dengan kekuatan tinggi dirancang untuk menyalakan starter, dengan kapasitas tinggi – untuk menyalakan berbagai peralatan portabel. Sedangkan untuk pengembangan baterai litium, produsen segala jenis elektronik memesannya dari perusahaan khusus. Mereka mengembangkannya dengan mempertimbangkan kondisi yang diusulkan, dan kemudian menempatkannya produksi serial

• . Saat mengembangkan baterai litium modern, parameter berikut diperhitungkan:
• Kapasitas;
• Arus pelepasan standar dan maksimum;
• Ukuran;
• Kondisi lokasi di dalam perangkat;
• Suhu pengoperasian;

Sumber daya (jumlah siklus pengisian-pengosongan) dan lain-lain.

Berbagai Desain Baterai Lithium Oleh fitur desain

• Baterai lithium dapat dibagi berdasarkan dua kriteria:
• Desain perumahan;

Desain elektroda.

Desain elektroda

Jenis gulungan

Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat baterai Li-Ion dengan desain tipe roll.

• Gulungan elektroda dipilin mengelilingi pelat virtual. Satu rumahan dapat menampung beberapa gulungan yang dihubungkan secara paralel;
• Berbentuk silinder. Berbagai ketinggian dan diameter.

Desain gulungan digunakan di mana diperlukan baterai dan daya berkapasitas kecil. Teknologi ini memiliki sedikit intensitas tenaga kerja, karena puntiran strip elektroda dan pemisah sepenuhnya otomatis. Kerugian dari desain ini adalah pembuangan panas yang buruk dari elektroda. Faktanya, panas hanya dibuang melalui ujung elemen.

Dari satu set elektroda

Baterai litium yang dirakit dari elektroda individual digunakan dalam produksi baterai prismatik.

Panas di sini juga dihilangkan dari ujung elektroda. Produsen berusaha meningkatkan pembuangan panas dengan menyesuaikan komposisi dan dispersi massa aktif.

Desain perumahan

Berbentuk silinder

Perlu memperhatikan baterai lithium berbentuk silinder. Mereka banyak digunakan di berbagai peralatan rumah tangga dan elektronik. Sangat populer sel baterai.

Para ahli menyebut tidak adanya perubahan volume selama penggunaan jangka panjang sebagai keunggulan bodi silinder. Hal ini terjadi karena baterai sedikit berubah volumenya selama proses pengisian dan pengosongan. Desain elektroda pada wadah seperti itu selalu bertipe gulungan. Kerugiannya termasuk pembuangan panas yang buruk.

Baterai lithium silinder mungkin memiliki terminal arus berikut:

• Sekrup Bournes;
• Bantalan kontak biasa.

Apabila terdapat persyaratan yang lebih tinggi untuk pengumpulan saat ini, digunakan alat penggulung sekrup. Ini adalah baterai dengan arus pelepasan tinggi dan kapasitas besar (lebih dari 20 Ah). Berbagai pengujian menunjukkan bahwa baterai lithium berbentuk silinder dengan baterai tipe sekrup dapat menahan arus tidak lebih dari 10-15C. Dan ini adalah nilai beban jangka pendek, di mana elemen cepat panas. Pada pekerjaan yang panjang mereka dapat menahan arus pelepasan 2-3C. Terutama digunakan pada perkakas listrik portabel.

Sel baterai dengan bantalan kontak biasanya digunakan untuk membentuk baterai. Untuk melakukan ini, mereka dilas dengan selotip menggunakan pengelasan resistansi. Terkadang pabrikan sudah memproduksi elemen dengan kelopak untuk disolder sendiri. Selain itu, jenis kelopaknya bisa berbeda-beda tergantung jenis penyolderannya.

Penunjukan ukuran untuk baterai litium silinder biasanya mencakup dimensinya. Misalnya, 18650 sel litium-ion memiliki tinggi 65 mm dan diameter 18 mm.

Yang banyak digunakan dalam elektronik konsumen modern dan diterapkan sebagai sumber energi pada kendaraan listrik dan perangkat penyimpanan energi dalam sistem energi. Ini adalah jenis baterai paling populer pada perangkat seperti ponsel, laptop, kendaraan listrik, kamera digital, dan camcorder. Baterai lithium-ion pertama dirilis oleh Sony pada tahun 1991.

Karakteristik

Tergantung pada rangkaian elektrokimia, baterai lithium-ion menunjukkan karakteristik berikut:

• Tegangan satu elemen adalah 3,6 V.
• Tegangan maksimum 4,2 V, minimum 2,5–3,0 V. Perangkat pengisi daya mendukung tegangan dalam kisaran 4,05–4,2 V
• Kepadatan energi: 110 … 230 W*h/kg
• Resistansi internal: 5 ... 15 mOhm/1Ah
• Jumlah siklus pengisian/pengosongan hingga kapasitas 20% hilang: 1000-5000
• Waktu pengisian cepat: 15 menit - 1 jam
• Self-discharge pada suhu kamar: 3% per bulan
• Memuat arus relatif terhadap kapasitas (C):
  • konstan - hingga 65C, berdenyut - hingga 500C
  • paling dapat diterima: hingga 1C
• Kisaran suhu pengoperasian: −0 ... +60 °C (pada suhu di bawah nol, pengisian baterai tidak dapat dilakukan)

Perangkat

Baterai lithium-ion terdiri dari elektroda (bahan katoda pada aluminium foil dan bahan anoda pada foil tembaga) yang dipisahkan oleh pemisah berpori yang diresapi dengan elektrolit. Paket elektroda ditempatkan dalam wadah tertutup, katoda dan anoda dihubungkan ke terminal pengumpul arus. Perumahan memiliki katup pengaman yang mengurangi tekanan internal dalam situasi darurat dan pelanggaran kondisi pengoperasian. Baterai litium-ion berbeda-beda tergantung jenis bahan katoda yang digunakan. Pembawa arus dalam baterai litium-ion adalah ion litium bermuatan positif, yang memiliki kemampuan untuk menembus (interkalasi) ke dalam kisi kristal bahan lain (misalnya, menjadi grafit, oksida logam, dan garam) untuk membentuk ikatan kimia, misalnya: menjadi grafit dengan pembentukan LiC6, oksida (LiMO 2) dan garam (LiM R O N) logam. Awalnya, logam litium digunakan sebagai pelat negatif, kemudian kokas batubara. Belakangan, grafit mulai digunakan. Sampai saat ini, litium oksida dengan kobalt atau mangan digunakan sebagai pelat positif, namun kini semakin banyak digantikan oleh litium ferrofosfat, yang telah terbukti aman, murah, dan tidak beracun serta dapat didaur ulang dengan aman untuk keperluan industri. lingkungan. Baterai lithium-ion digunakan bersama dengan sistem pemantauan dan kontrol - SKU atau BMS (sistem manajemen baterai) dan perangkat khusus pengisian/pengosongan. Saat ini di produksi massal baterai litium-ion menggunakan tiga kelas bahan katoda: - litium kobaltat LiCoO 2 dan larutan padat berbahan dasar litium nikelat, yang bersifat isostruktural - litium mangan spinel LiMn 2 O 4 - litium ferrofosfat LiFePO 4. Sirkuit elektrokimia baterai litium-ion: litium-kobalt LiCoO2 + 6xC → Li1-xCoO2 + xLi+C6 litium-ferrofosfat LiFePO4 + 6xC → Li1-xFePO4 + xLi+C6

Karena self-discharge yang rendah dan banyaknya siklus pengisian-pengosongan, baterai Li-ion paling disukai untuk digunakan dalam energi alternatif. Apalagi selain sistem BMS (SKU) juga dilengkapi dengan inverter (pengonversi tegangan).

Keuntungan

• Kepadatan energi yang tinggi.
• Debit diri rendah.
• Tidak ada efek memori.
• Tidak diperlukan perawatan.

Kekurangan

Baterai Li-ion generasi pertama terkena efek ledakan. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa mereka menggunakan anoda logam litium, di mana, selama beberapa siklus pengisian/pengosongan, formasi spasial (dendrit) muncul, yang menyebabkan korsleting pada elektroda dan, sebagai akibatnya, kebakaran atau ledakan. Masalah ini akhirnya teratasi dengan mengganti material anoda dengan grafit. Proses serupa terjadi pada katoda baterai lithium-ion berbasis kobalt oksida ketika kondisi pengoperasian dilanggar (pengisian daya berlebih). Baterai litium ferrofosfat sama sekali bebas dari kelemahan ini. Selain itu, semua baterai lithium-ion modern memiliki baterai bawaan sirkuit elektronik, yang mencegah pengisian daya yang berlebihan dan panas berlebih karena pengisian daya yang terlalu intens.

Baterai Li-ion dengan debit yang tidak terkontrol mungkin memiliki umur yang lebih pendek siklus hidup dibandingkan dengan jenis baterai lainnya. Pada habis sepenuhnya Baterai litium-ion kehilangan kemampuan untuk mengisi daya saat tersambung tegangan pengisian. Masalah ini dapat diatasi dengan menerapkan pulsa yang lebih banyak tegangan tinggi, tetapi hal ini berdampak negatif pada karakteristik baterai litium-ion selanjutnya. “Masa pakai” maksimum baterai Li-ion dicapai ketika pengisian daya dibatasi dari atas hingga 95% dan pengosongan daya hingga 15–20%. Mode pengoperasian ini didukung oleh sistem pemantauan dan pengendalian (SKU) BMS, yang disertakan dengan baterai lithium-ion apa pun.

Kondisi penyimpanan optimal untuk baterai Li-ion dicapai bila diisi pada tingkat 40–70% dari kapasitas baterai dan pada suhu sekitar 5 °C. Pada saat yang sama, suhu rendah lebih banyak faktor penting untuk kehilangan kapasitas rendah di penyimpanan jangka panjang. Umur simpan rata-rata (layanan) baterai litium-ion rata-rata 36 bulan, meskipun bisa berkisar antara 24 hingga 60 bulan.

Hilangnya kapasitas selama penyimpanan:

Menurut semua peraturan saat ini untuk penyimpanan dan pengoperasian baterai lithium-ion, untuk memastikan penyimpanan jangka panjang, baterai perlu diisi ulang hingga kapasitas 70% setiap 6–9 bulan sekali.

Lihat juga

Catatan

Literatur

• Baterai Khrustalev D.A. M : Izumrud, 2003.
• Yuri Filippovsky Makanan seluler. Bagian 2. (RU). Lab Komputer (26 Mei 2009). - Artikel lengkap tentang Baterai Li-ion.. Diakses tanggal 26 Mei 2009.

Tautan

• GOST 15596-82 Istilah dan definisi.
• GOST 61960-2007 Baterai isi ulang dan baterai lithium
• Baterai litium-ion dan litium-polimer. iXBT (2001)
• Baterai lithium-ion domestik