Літій-іонні акумулятори для шуруповертів

Літій-іонні акумулятори для шуруповерта

Електролітом, в літій-іонних джерелах, служить розчин солей літію в безводному апротонному розчині. Головною особливістю розчину є його властивість не створювати при розпаді з`єднань, вільних позитивних іонів водню.

Анод виконується з оксиду кобальту, а катод з вуглецевого матеріалу - коксу або графіту. Кристалічні решітки електродів дозволяють іонів літію вільно впроваджуватися в структуру і звільнятися з неї. Зняття зарядів з позитивного електрода проводиться через алюмінієвий струмознімач, негативний струмознімач виконується з мідного листа.

Захист від загоряння літію при перезаряді або від короткого замикання, виконується додатковими мікросхемами-контролерами.

Конструкція Li-Ion акумуляторів

Варіант виготовлення літій-іонних акумуляторів може бути призматичним, циліндричним або у вигляді еліптичної спіралі.

• Призматичні елементи живлення виконують у вигляді стопки електродів, розділених поліпропіленовим сепаратором. Призматичний ЕП має високу щільність, але відрізняється низьким стискає зусиллям.
• Для збільшення стискає зусилля, що впливає на електроди, застосовують спіральну збірку у вигляді подовженого еліпса. Збірка у вигляді еліптичної спіралі дозволяє зберегти щільність упаковки і підняти стискають зусилля.
• Для циліндричних елементів живлення - електроди, прокладені сепаратором, згортають в рулон. Сепаратор виготовляється з пористого неелектропровідних матеріалу типу Celgard і просочується електролітом. Позитивний струмознімач підключається до висновку на кришці елемента, негативний - до металевого корпусу.

Зібрана конструкція ретельно герметизується, щоб уникнути впливу водяної пари або кисню повітря на електроліт і електроди, що може привести до руйнування елемента живлення.

Накопичувачі енергії для шуруповерта збирають в основному, з декількох циліндричних ЕП з`єднуються послідовно.

У конструкцію обов`язково включається плата управління і контролю (СКУ).

Характеристики Li-Ion акумуляторів

Значення технічних показників залежить від електрохімічної схеми елемента живлення.

• Максимальна напруга окремого елемента батареї, підтримуване платою захисту - до 4,2 В.
• Мінімальна напруга, що допускається системою контролю - 2,5 В.
• Номінальна напруга - 3,6 В.
• Енергетична щільність - до 230 Вт год / кг.
• Кількість циклів розряду / заряду до 20% втрати ємності батареї - 2500 4500.
• Внутрішній опір - 6 14 МОм / 1 А год.
• Тривалість заряду - 0,4 1 ч.
• Безпечні для роботи температури - 0 50 ° C.
• Оптимально прийнятний струм навантаження, щодо ємності - 1З.
• Імпульсний струм навантаження, щодо ємності - до 500З.
• Постійний струм навантаження, щодо ємності - 65 З.
• Величина саморазряда при 20 25 ° C - 3% ємності за місяць.

Позитивні і негативні сторони літієво-іонних акумуляторів

Технології акумуляторів безперервно модернізуються і поліпшуються. Наприклад, зараз широко поширюється застосування літій-феррофосфатних катодів, замість кобальтата і нікелата літію, що змінюють деякі характеристики елементів харчування в кращу сторону і знижують ціну товару.

переваги

• Висока вагова і об`ємна щільність енергії.
• Напруга живлення окремого елемента (3,6 В) вище, ніж в акумуляторів на основі свинцю або нікелю.
• Бистропротекающій процес заряду, за 0,5 0,6 години близько 90% ємності.
• Неабиякий ресурс, понад 1000 циклів розряду / заряду.
• Самовільний розряд не більше 5% ємності за місяць.
• Конструктивні матеріали хімічно безпечні при експлуатації і утилізації.

Негативні аспекти конструкції пристрою

• Швидкий розвиток процесу старіння батареї, через 5 років різко змінюються характеристики в гіршу сторону як при активному використанні, так і при звичайному зберіганні.
• Використання складних систем контролю і управління батареєю, що призводять до подорожчання товару.
• Механічні пошкодження або експлуатація акумулятора без керуючої плати, може призвести до вибуху.

Як і будь-яке інше технічне пристосування, акумулятор любить догляд і турботу. Чим вище температура зберігання, тим активніше йде деградація характеристик літій-іонного накопичувача, оптимально зберігання при температурі 0 20 ° C. Заряджати батареї рекомендується теж тільки при плюсовій температурі.