Top.Mail.Ru

Li Ion аккумуляторы выбор и  как правильно использовать?

Li Ion аккумуляторы выбор и как правильно использовать?

В 1912 году была создана первая литиево ионная аккумуляторная батарея. «Перезаряжаемая» батарея получалась опасной при эксплуатации. Не получив популярность, литий ионный аккумулятор отложили на «дальнюю полку». Спустя шестьдесят лет, они нашли свое применение в производстве электроники.

Однако ученые заметили, при цикличном применении «разряд-заряд», выделяется горючий газ.

Производители отказались от лития, и стали использовать литиевые ионы. Использование ионов в производстве аккумуляторов, представило пользователям новые типы АКБ.

Принцип работы литий ионного аккумулятора

Как работает li ion аккумулятор? Рассматривая состав ионных аккумуляторов, необходимо воспринимать его принцип работы с «электрохимической стороны». Металлы отдают свои электроны, переходя в состояние иона с положительным зарядом. Значит, электроприборы использующие литиево ионные аккумуляторы, во время режима зарядки восстанавливают электроны.

Строение литий ионного аккумулятора

Рассматривая устройство ионно литиевого аккумулятора, хочется выделить:

  • графит;
  • специальный электролит в литий ионных аккумуляторах;
  • оксиды лития.

Графит изготавливается с пористой структурой, и это правильно. Для чего материалу придается такая структура? Между слоями взаимодействие слабое, а внутри слоя атомы активнее. Поэтому устройство графитового слоя обладает порами.

Между оксидом лития и графитом применяется специальный электролит. Он способен пропускать через себя только литиевые ионы. В роли электролита выступают органические соли лития, особым способом нанесенные на перегородки разделителя.

Процесс заряда и разряда литий ионного аккумулятора

Что такое электрический ток? Электрический ток — это движение заряженных частиц — они двигаются, электроприборы работают. Аккумулятор выполняет подобную функцию, только питание идет не от сети, а от материалов, которые применялись при изготовлении. Начав эксплуатировать внешние аккумуляторы, появилась необходимость в понимании — как заряд накапливается и как разряжается батарея.

Нам потребовалось зарядить батарейки li ion . С чего начнем? Нужно подобрать источник питания.

Правильно подключенная АКБ, начинает извлекать электроны из литиевого оксида. Учитывая наличие электролита, они продвигаются по внешней дуге, и оседают на пористом графитовом слое. Во время движения электронов, будет происходить нагрев поверхности, а температура будет повышаться.

Полностью «заряженный» слой графита, говорит о том, что зарядка литиевого АКБ завершена, и емкость батареи восстановлена.

Смартфоны применяемые li ion аккумуляторы, чаще всего подвергаются процессу зарядки — разрядки при эксплуатации. Если с процессом зарядки мы разобрались, то каким способом происходит потеря емкости? Использующие электролит ионы лития, стремятся вернуться в свое начальное состояние. Ионно — литиевое движение происходит через электролит, и поступает к потребителю.

Слой разделителя в литий ионном аккумуляторе

Принцип работы li ion аккумулятора заключается в передаче ионов лития. Происходит взаимодействие анода и катода. Нельзя допускать роста «внутренней температуры» и пересыхания электролита. В противном случае замыкание анода и катода приведет к взрыву или возгоранию.

Эксплуатировать батареи разрешается, если имеется разделительный слой между электродами. Он пропускает ионы лития, и не дает проходить электронам.

Из чего делают литий ионный аккумулятор

Литиевые аккумуляторы имеют слоистое строение:

  • графит;
  • оксид лития;
  • алюминиевая и медная фольга;
  • и другие химические материалы.

На медную или алюминиевую фольгу наносят графит (в виде пористого материала), и оксид лития.

Алюминиевый слой покрывает литиевым оксидом, а медный оказывается с графитовым напылением.

Между двумя слоями размещают слой разделителя с электролитом. С его помощью происходит разделение плюса (алюминиевый слой) и минуса (слой медной фольги).

Чтобы достигнуть небольшого размера ионных аккумуляторов, слой заворачиваются в цилиндр. Таким образом, получается «классическая батарейка», которую мы применяем в повседневной жизни.

Литий ионные аккумуляторы в автомобиле tesla

Сейчас каждый может представить автомобили на электродвигателях, а два или три десятка лет назад, это было невообразимо. С применением новых видов емкостных АКБ это стало доступно.

Электрокары дешевле и обладают отличиями от «классических» автомобилей. Их производство дешевле, а материалы, применяемые для производства качественнее. Двигатели, работающие на топливе (внутреннего сгорания) могут выдавать крутящий момент в определенных частотах. В свою очередь — электродвигатель не обладает ограничениями.

Автомобили Илона Маска — Tesla совершили прорыв в автомобилестроении. Они используют для своих болидов способность li ion аккумулятора восстанавливать заряд. Собирая множество АКБ в единый модуль, им удалось создать энергоемкую батарею, которая позволяет проезжать 500-700 км, без подзарядки.

Автомобиль удобен, его работа не производит вредных выбросов в окружающую среду. Внутренний функционал автомобиля порадует любого покупателя.

Вывод

Долгое время ученые пытались найти автономные источники питания, работающие длительный срок.

Такой находкой оказалась батарея, основанная на реакции ионов лития.

Не имеющие аналогов, их принято считать «эталоном» внешних АКБ. Энергоемкость быстро восстанавливается, энергия отдается быстро, производство не дорогостоящее. По заявлениям ученых — «Литий-ионные накопители можно считать «идеальным» сгустком накопленной энергии».

Компания Илона Маска, продолжает изучение данного типа накопителей. Их применяют при строительстве домов, как альтернативный источник питания в совокупности с солнечными батареями. «За электромобилями — будущее. Через десять или пятнадцать лет все пересядут на электрические автомобили» — заявил в последнем выступлении владелец компании Tesla.

Данный тип накопителей идеален для альтернативных видов энергии. Он автономен, долгое время держит заряд, но при необходимости легко выходит на пиковое состояние.

Повсеместное изучение и производство АКБ на основе лития, приводит к снижению ценовой политики.

Применение в различных сферах становится доступнее, а значит, появляется возможность развиваться и менее «богатым» компаниям.

Сейчас нельзя представить смартфоны, компьютеры, мобильные гаджеты с другим типом батарей. Созданные еще в прошлом веке АКБ, дали развитие абсолютно новой ветви в области производства аккумуляторов.

Видео о li ion аккумуляторах

Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.

Adblock
detector