Bateria este cea mai importantă electronică din hardware-ul tău. Dar cum să te asiguri că alegi bateria litiu-ion personalizată potrivită pentru hardware-ul tău?
Acest articol include două părți pentru a demonstra întrebarea. Partea 1 discută considerentele importante atunci când selectați bateria potrivită pentru o aplicație de consum. Acestea includ reîncărcarea, densitatea de energie, densitatea de putere, durata de valabilitate, siguranța, factorul de formă, costul și flexibilitatea. Partea 2 va analiza modul în care chimia afectează valorile importante ale bateriei și, prin urmare, selecția bateriei pentru aplicația dvs. În partea 3 ne vom uita la chimiile comune ale bateriilor secundare.
UNELE CONSIDERAȚII IMPORTANTE ÎN SELECTAREA BATERIELOR SUNT:
1. Primar vs. Secundar – Una dintre primele alegeri în alegerea bateriei este de a decide dacă aplicația necesită baterii primare (de o singură utilizare) sau secundare (reîncărcabile). În cea mai mare parte, aceasta este o decizie ușoară pentru designer. Aplicațiile cu utilizare intermitentă ocazională (cum ar fi o alarmă de fum, o jucărie sau o lanternă) și aplicațiile de unică folosință în care încărcarea devine nepractică garantează utilizarea unei baterii primare. Aparatele auditive, ceasurile (ceasurile inteligente fiind o excepție), felicitările și stimulatoarele cardiace sunt exemple bune. Dacă bateria este utilizată în mod continuu și pentru perioade lungi de timp, cum ar fi într-un laptop, un telefon mobil sau un smartwatch, o baterie reîncărcabilă este mai potrivită.
Bateriile primare au o rată mult mai mică de auto-descărcare - o caracteristică atractivă atunci când încărcarea nu este posibilă sau practică înainte de prima utilizare. Bateriile secundare tind să piardă energie la o rată mai mare. Acest lucru este mai puțin important în majoritatea aplicațiilor din cauza capacității de reîncărcare.
2. Energie vs. Putere - Durata de funcționare a unei baterii este dictată de capacitatea bateriei exprimată în mAh sau Ah și este curentul de descărcare pe care o baterie îl poate furniza în timp.
Atunci când comparăm bateriile de diferite chimie, este util să ne uităm la conținutul de energie. Pentru a obține conținutul de energie al unei baterii, înmulțiți capacitatea bateriei în Ah cu tensiunea pentru a obține energie în Wh. De exemplu, o baterie nichel-hidrură metalică cu 1,2 V și o baterie litiu-ion cu 3,2 V pot avea aceeași capacitate, dar tensiunea mai mare a ionului de litiu ar crește energia.
Tensiunea în circuit deschis este utilizată în mod obișnuit în calculele de energie (adică tensiunea bateriei atunci când nu este conectată la o sarcină). Cu toate acestea, atât capacitatea, cât și energia depind în mare măsură de rata de scurgere. Capacitatea teoretică este dictată numai de materialele electrozilor activi (chimie) și masa activă. Cu toate acestea, bateriile practice ating doar o fracțiune din numerele teoretice din cauza prezenței materialelor inactive și a limitărilor cinetice, care împiedică utilizarea completă a materialelor active și acumularea de produse de descărcare pe electrozi.
Producătorii de baterii specifică adesea capacitatea la o anumită rată de descărcare, temperatură și tensiune de întrerupere. Capacitatea specificată va depinde de toți cei trei factori. Când comparați evaluările de capacitate ale producătorului, asigurați-vă că vă uitați la ratele de scurgere în special. O baterie care pare să aibă o capacitate mare pe o fișă de specificații poate funcționa slab dacă consumul de curent pentru aplicație este mai mare. De exemplu, o baterie evaluată la 2 Ah pentru o descărcare de 20 de ore nu poate furniza 2 A timp de 1 oră, ci va oferi doar o fracțiune din capacitate.
Bateriile cu putere mare oferă o capacitate de descărcare rapidă la rate mari de descărcare, cum ar fi în cazul sculelor electrice sau aplicațiilor pentru baterii de pornire pentru automobile. De obicei, bateriile de mare putere au densități reduse de energie.
O analogie bună pentru putere versus energie este să ne gândim la o găleată cu gura de scurgere. O găleată mai mare poate reține mai multă apă și este asemănătoare cu o baterie cu energie mare. Dimensiunea deschiderii sau a gurii din care apa iese din găleată este asemănătoare cu puterea - cu cât puterea este mai mare, cu atât rata de scurgere este mai mare. Pentru a crește energia, de obicei ați crește dimensiunea bateriei (pentru o anumită chimie), dar pentru a crește puterea, reduceți rezistența internă. Construcția celulelor joacă un rol important în obținerea bateriilor cu densitate mare de putere.
Ar trebui să puteți compara densitățile de energie teoretice și practice pentru diferite chimie din manualele pentru baterii. Cu toate acestea, deoarece densitatea puterii depinde atât de mult de construcția bateriei, rareori veți găsi aceste valori enumerate.
3. Tensiune – Tensiunea de funcționare a bateriei este un alt aspect important și este dictată de materialele electrozilor utilizate. O clasificare utilă a bateriilor aici este să luați în considerare bateriile apoase sau pe bază de apă față de chimiile pe bază de litiu. Acidul de plumb, carbonul zinc și hidrura metalică de nichel folosesc toate electroliți pe bază de apă și au tensiuni nominale cuprinse între 1,2 și 2 V. Bateriile pe bază de litiu, pe de altă parte, folosesc electroliți organici și au tensiuni nominale de 3,2 până la 4 V (atât primare, cât și secundar).
Multe componente electronice funcționează la o tensiune minimă de 3 V. Tensiunea de funcționare mai mare a chimicalelor pe bază de litiu permite utilizarea unei singure celule, mai degrabă decât două sau trei celule pe bază de apă în serie pentru a obține tensiunea dorită.
Un alt lucru de remarcat este faptul că unele substanțe chimice ale bateriilor, cum ar fi zincul MnO2, au o curbă de descărcare înclinată, în timp ce altele au un profil plat. Acest lucru influențează tensiunea de întrerupere (Fig 3).
Figura 3: Graficul tensiunii bazat pe chimia bateriei
VTC Tensiunea de alimentare diagramă baterie pe chimie
4. Interval de temperatură – chimia bateriei dictează intervalul de temperatură al aplicației. De exemplu, celulele zinc-carbon pe bază de electroliți apos nu pot fi utilizate sub 0°C. Celulele alcaline prezintă, de asemenea, o scădere bruscă a capacității la aceste temperaturi, deși mai puțin decât zincul-carbon. Bateriile primare cu litiu cu electrolit organic pot funcționa până la -40°C, dar cu o scădere semnificativă a performanței.
În aplicațiile reîncărcabile, bateriile cu ioni de litiu pot fi încărcate la viteza maximă numai într-o fereastră îngustă de aproximativ 20° până la 45°C. Dincolo de acest interval de temperatură, trebuie folosiți curenți/tensiuni mai mici, ceea ce duce la timpi de încărcare mai lungi. La temperaturi sub 5° sau 10°C, poate fi necesară o încărcare de scădere pentru a preveni temuta problemă de placare dendritică cu litiu, care crește riscul de evadare termică (cu toții am auzit despre explodarea bateriilor pe bază de litiu, care ar putea apărea ca urmare). de supraîncărcare, încărcare la temperatură scăzută sau ridicată sau scurtcircuitare de la contaminanți).
ALTE CONSIDERAȚII includ:
5. Perioada de valabilitate – Aceasta se referă la cât timp va sta o baterie într-un depozit sau pe un raft înainte de a fi folosită. Bateriile primare au o durată de viață mult mai mare decât cele secundare. Cu toate acestea, durata de valabilitate este în general mai importantă pentru bateriile primare, deoarece bateriile secundare au capacitatea de a fi reîncărcate. O excepție este atunci când reîncărcarea nu este practică.
6. Chimie – Multe dintre proprietățile enumerate mai sus sunt dictate de chimia celulară. Vom discuta despre chimiile bateriilor disponibile în mod obișnuit în următoarea parte a acestei serii de blog.
7. Dimensiunea fizică și forma – Bateriile sunt disponibile în mod obișnuit în următoarele formate de dimensiune: celule buton/monedă, celule cilindrice, celule prismatice și celule de pungă (majoritatea dintre ele în formate standardizate).
8. Cost – Există momente în care poate fi necesar să renunți la o baterie cu caracteristici de performanță mai bune, deoarece aplicația este foarte sensibilă la costuri. Acest lucru este valabil mai ales pentru aplicațiile de unică folosință cu volum mare.
9. Reglementări privind transportul, eliminarea – Transportul bateriilor pe bază de litiu este reglementat. Eliminarea anumitor substanțe chimice ale bateriilor este, de asemenea, reglementată. Acest lucru poate fi o considerație pentru aplicațiile cu volum mare.
10.Siguranța bateriei cu litiu a producătorului. Unii producători nici măcar nu au făcut nici un test de siguranță și fiabilitate în propria lor parte înainte de producția în masă. Acest lucru reprezintă un mare pericol în aplicarea finală.
Există multe considerente atunci când alegeți o baterie. Câteva dintre acestea sunt legate de chimie, în timp ce altele sunt legate de proiectarea bateriilor, construcția și capacitatea producătorului. Alegeți cel mai experimentat producător de baterii litiu-ion este cel mai important.VTC Power Co., Ltd specializată în producția de baterii litiu-ion de 20 de ani și ofera cea mai buna propunere pentru tine!
VTC Power Co.,Ltd
Tel: 0086-0755-32937425
Fax: 0086-0755-05267647
Adăugați: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Huizhou City, China
E-mail: info@vtcpower.com
site: http://www.vtcpower.com
cuvinte cheie: #baterie litiu-ion personalizată #Baterie primară vs secundară#Pachet baterie litiu-ion #Dimensiunea și forma fizică #producția bateriilor litiu-ion #celule cilindrice# celule prismatice #durată de valabilitate#Transportul bateriilor pe bază de litiu#siguranța bateriilor cu litiu#VTC Power Co .,Ltd
