Литий-ионный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор. Варта, Museum Autovision, Альтлусхайм, Германия

Цилиндрические элементы перед сборкой (18650)

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, широко распространённый в современной бытовой электронной технике. В настоящее время это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, электромобили, цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Первый литий-ионный аккумулятор разработала корпорация Sony в 1991 году.

Характеристики

• Энергетическая плотность: 110 … 200 Вт*ч/кг
• Внутреннее сопротивление: 150 … 250 мОм (для батареи 7,2 В)
• Число циклов заряд/разряд до потери 20 % ёмкости: 500—1000
• Время быстрого заряда: 2-4 часа
• Допустимый перезаряд: очень низкий
• Саморазряд при комнатной температуре: 7 % в год^{[источник не указан 128 дней]}
• Напряжение максимальное в элементе: 4,18..4,20 В (полностью заряжен)
• Напряжение минимальное: 2,5..2,75 В(полностью разряжен)
• Ток нагрузки относительно ёмкости (С):
  •  — пиковый: больше 2С
  •  — наиболее приемлемый: до 1С
• Диапазон рабочих температур: −20 — +60 °C
• обслуживание: не регламентируется

Устройство

Вначале в качестве отрицательных пластин применялся каменноугольный кокс^{[источник не указан 128 дней]}, в дальнейшем стал применяться графит. В качестве положительных пластин применяют оксиды лития с кобальтом или марганцем.

При заряде литий-ионных аккумуляторов протекает следующая реакция:

• на положительных пластинах: LiCoO₂ → Li_1-xCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻
• на отрицательных пластинах: С + xLi⁺ + xe⁻ → CLi_x

При разряде протекает обратная реакция.

Преимущества

• Высокая энергетическая плотность.
• Низкий саморазряд.
• Отсутствие эффекта памяти.
• Простота обслуживания.
• Низкий удельный вес.

Недостатки

Аккумуляторы Li-ion подвержены взрывному разрушению при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда.

При неаккуратном обращении могут иметь более короткий жизненный цикл в сравнении с другими типами аккумуляторов. Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор.^{[источник не указан 141 день]}

Оптимальные условия хранения Li-ion-аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора при температуре около 5 градусов Цельсия. При этом низкая температура является более важным фактором для малых потерь ёмкости при долговременном хранении. Средний срок хранения (службы) литиевого АКБ составляет в среднем 36 месяцев, хотя может колебаться в интервале от 24 до 60 месяцев.

Строгие условия зарядки литий-ионных аккумуляторов затрудняют их использование в альтернативной энергетике. Это связано с тем, что ветрогенераторы и солнечные панели не в состоянии обеспечить постоянный ток на всём протяжении цикла заряда.

Старение

Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются.

Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора и температура при его хранении, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов. Перезаряд , как и переразряд, "выжигает" ёмкость аккумулятора.

См. также

• Зарядное устройство
• Литий-полимерный аккумулятор
• Литий-железо-фосфатный аккумулятор
• Никель-металл-гидридный аккумулятор (NiMH)
• Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd)
• Нанопроводниковый аккумулятор
• Электрический аккумулятор
• Батарейка
• Батарейка AA
• Батарейка AAA

Литература

• Хрусталёв Д. А. Аккумуляторы. М: Изумруд, 2003.
• Юрий Филипповский Мобильное питание. Часть 2. (RU). КомпьютерраLab (26 мая 2009). — Подробная статья о Li-ion аккумуляторах.. Проверено 26 мая 2009.

Ссылки

• ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения.
• ГОСТ 61960-2007 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые
• Информация
• Статья «Литиевая энергия»
• Внутренности Li-Pol на примере Palm m505, ru
• Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. iXBT (2001 г.)
• Литий-ионные аккумуляторные батареи отечественного производства
• Конструкция литий-ионного аккумулятора
• Рекомендации по работе с li-ion батареями ноутбуков
• Про литий-ионный аккумулятор для ноутбуков