Все выпуски  

Альтернативная энергетика и электротранспорт Литиевый аккумулятор


Уважаемые подписчики!

Ближайшее  будущее альтернативной энергетики и развитие электротранспорта невозможно представить без активного применения в этой сфере литиевых аккумуляторов, хотя бы потому, что лучшего накопителя электрической энергии - если исходить из цены и эффективности - человечество пока не придумало. Несмотря на сравнительно высокую стоимость, литиевые аккумуляторы имеют в 3-4 раза большую емкость, в 3-4 раза меньший весь, заряжаются за очень короткое время - от нескольких часов до нескольких минут. Неслучайно аккумуляторы этого типа широко применяются в мобильных устройствах - телефонах, планшетах, ноутбуках, и все активнее - в качестве источника питания электровелосипедов, электросамокатов, электроскутеров, электромобилей... Все чаще их можно встретить в автономных системах энергообеспечения, таких как солнечные и ветряные электростанции...

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) - обобщенное название группы «литиевых» аккумуляторов, преимущества которых очевидны:

  • Большое количество циклов заряда/разряда - до 5000
  • Быстрое время заряда аккумулятора - несколько часов
  • Отсутствует «эффект памяти», как у никель-кадмиевых аккумуляторов
  • Низкий уровень саморазряда - не более 3% в месяц
  • Широкий диапазон рабочих температур - от -35 до +65 C
  • Низкий вес - они весят минимум в три раз меньше кислотных и щелочных аккумуляторов

Название «литий-ионные» аккумуляторы получили потому, что переносчиком тока в них являются положительно заряженные ионы лития. Литиевые аккумуляторы различают по типу используемых катодных материалов, и это могут быть:

  • кобальтат лития - LiCoO2
  • литий-марганцевая шпинель - LiMn2O4
  • литий-феррофосфат - LiFePO4

Первые литиевые аккумуляторы могли взрываться при нарушении условий эксплуатации (перезарядке). Современнее литий-ионные аккумуляторы взрываются редко; для предотвращения возгорания и взрыва они снабжены встроенной электронной системой контроля и управления - BMS (battery management system), которая ограничивает перезаряд аккумулятора на уровне 95%, и максимальный разряд на уровне 15-20%. При длительном хранении литиевые аккумуляторы следует раз в полгода подзаряжать до уровня 70% емкости.

Резюмируя преимущества литиевых аккумуляторов, можно отметить самое важное - они работают значительно дольше других в широком диапазоне температур, при этом почти не теряют емкость при длительном хранении, и весят значительно легче. Просто идеальный накопитель электрической энергии, если бы не его достаточно высокая цена, ограничивающая массовое применение литиевых аккумуляторов в альтернативной энергетике и электротранспорте.

Наиболее распространенные литиевые аккумуляторы:

  • Li-MnO2 - эти аккумуляторы обычно маркируются префиксом "CR". Рабочее напряжение элемента CR - 3,0 В. Аккумуляторы этого типа широко применяются в материнских платах компьютеров, системах пожарной и охранной сигнализации, фотоаппаратах, электронных игрушках, и т.д.
  • Li-FeS2 - литий-железодисульфидные аккумуляторы. Номинальное напряжение - 1,5 В. Отличная замена обычным «батарейкам» там, где для питания электронной аппаратуры используются традиционные элементы на полтора вольта. При этом литиевые элементы отличаются меньшим весом, служат в несколько раз дольше, и имеют высокую емкость.
  • Современные литий-ионные аккумуляторы - Li-Ion. Рабочее напряжение - 3,6 В. Выгодно отличаются от других («нелитиевых») аккумуляторов тем, что не имеют «эффекта памяти», но к недостаткам можно отнести потерю емкости от старения - в среднем на 20-30% в год.
  • Литий-полимерные аккумуляторы - Li-polymer - усовершенствованные литий-ионные, в которых в качестве электролита используется полимерный материал. Часто применяются в качестве источника энергии сотовых телефонов, в электронных игрушках, шуруповертах, и т.д.. Отличаются малыми габаритами (малой толщиной) и более низкой ценой, в сравнении с другими литий-ионными аккумуляторами.

Прочитать статью полностью можно здесь -  http://grepen.com.ua/articles/istochniki-energii/litievye-litij-ionnnye-akkumuljatory/


В избранное