Z tohto článku sa dozviete, ako správne nabíjať Li-Ion (lítium-iónovú) batériu, ako aj naučiť sa jej správnu prevádzku a údržbu. Tento druh vedomostí predĺži životnosť vašej batérie.

Lítium- iónová batéria sa stala tak rozšírenou vďaka svojej ľahkej výrobe, nízkej cene a veľkému počtu cyklov nabíjania a vybíjania. Aby ste však tieto výhody ocenili, musíte ich správne používať. Li-Ion batéria.

Návod na obsluhu sa líši v závislosti od typu batérie. Napríklad Ni-MH a Ni-Cd batérie musia byť pred nabíjaním úplne vybité. V opačnom prípade sa prvky zväčšia a objem batérie sa zníži. Pravidlo „kúpiť telefón – vybiť ho na nulu a potom ho nabiť a niekoľkokrát zopakovať cyklus“ nie je univerzálne a neplatí pre Li-Ion.

Preto pred použitím nižšie uvedených odporúčaní skontrolujte svoju batériu. Malo by byť uvedené, že ide o lítium-iónové (Li-Ion). Iba v tomto prípade použite nasledujúci prevádzkový poriadok.

Nevybíjajte batériu na nulu príliš často.

Stále nebude možné úplne vybiť batériu. Ochranná doska vypne zariadenie, keď sa dosiahne určité minimum. Úplné vybitie je možné len vtedy, ak batériu rozoberiete a odstránite ochrannú dosku. Li-Ion a Li-Pol batérie neznášajú časté úplné vybitie. Preto sa predávajú nabité na 2/3.

Zariadenie umiestnite na nabíjanie, keď v batérii zostáva 10 – 20 %.

Keď z nejakého dôvodu nabitie dosiahne 10 – 20 %, zobrazí sa správa ako „Pripojte nabíjačku“. Postupujte podľa odporúčaní výrobcu a pripojte nabíjačku.

Na takýto pád však čakať nemusíte. Ak môžete nabíjať telefón alebo notebook, urobte to. Pravidelné nabíjanie nie je všeliekom, ale čím častejšie budete Li-Ion nabíjať, tým dlhšie vydrží.

Pravidelne kalibrujte batériu

Kalibrácia zahŕňa úplné vybitie a následné nabitie zariadenia. Neexistuje žiadny rozpor s prvým pravidlom: kalibráciu je potrebné vykonať približne raz za tri mesiace.

Kalibrácia priamo nepredlžuje životnosť batérie, ale iba pomáha ovládaču správne určiť kapacitu batérie. Ak ovládač nesprávne určí množstvo nabitia, zariadenie sa bude musieť nabíjať častejšie. Cykly nabíjania a vybíjania sú zbytočné a batéria rýchlejšie zlyhá.

Používajte originálnu nabíjačku

Originalita v kontexte uvažovaného problému je potrebná, aby ste sa ochránili pred používaním nekvalitných produktov. Ak ste si tým istý technické údaje zariadenie tretej strany zodpovedá charakteristikám pôvodnej nabíjačky, potom nevzniknú žiadne problémy.

Snažte sa nepoužívať „žaby“

Ak je to možné, nenabíjajte batérie pomocou žaby. Používanie necertifikovaných zariadení nie je bezpečné, existujú prípady, keď sa počas nabíjania zapália „žaby“.

Lítium-iónové batérie nie sú také vyberavé ako ich nikel-metal hydridové náprotivky, ale stále vyžadujú určitú starostlivosť. Držať sa päť jednoduché pravidlá , môžete nielen predĺžiť životný cyklus lítium-iónových batérií batérie, ale aj zvýšenie prevádzkovej doby mobilných zariadení bez dobíjania.

Nedovoľte úplné vybitie. U lítium-iónové batérie Nedochádza k takzvanému pamäťovému efektu, takže sa môžu a navyše musia nabíjať bez čakania na vybitie na nulu. Mnoho výrobcov počíta životnosť lítium-iónovej batérie podľa počtu cyklov úplného vybitia (do 0 %). Pre kvalitné batérie toto 400-600 cyklov. Ak chcete predĺžiť životnosť lítium-iónovej batérie, nabíjajte telefón častejšie. Optimálne je, keď nabitie batérie klesne pod 10-20 percent, môžete telefón nabiť. Tým sa zvýši počet cyklov vybíjania na 1000-1100 .
Odborníci opisujú tento proces s indikátorom ako Depth Of Discharge. Ak je váš telefón vybitý na 20 %, potom je hĺbka vybitia 80 %. Nasledujúca tabuľka ukazuje závislosť počtu cyklov vybitia lítium-iónovej batérie od hĺbky vybitia:

Vybitie raz za 3 mesiace. Dlhé plné nabíjanie je pre lítium-iónové batérie rovnako škodlivé ako neustále vybíjanie na nulu.
Vzhľadom na extrémne nestabilný proces nabíjania (telefón často nabíjame podľa potreby a všade, kde je to možné, z USB, zo zásuvky, z externej batérie a pod.) odborníci odporúčajú raz za 3 mesiace batériu úplne vybiť a následne nabiť na 100 % a nabitie 8-12 hodín. To pomáha resetovať takzvané príznaky vysokej a nízkej batérie. Môžete si o tom prečítať viac.

Skladujte čiastočne nabité. Optimálny stav pre dlhodobé skladovanie lítium-iónovej batérie je medzi 30 a 50 percentami nabitia pri 15 °C. Ak necháte batériu plne nabitú, jej kapacita sa časom výrazne zníži. Ale batéria, ktorá dlho zbierala prach na poličke, vybitá na nulu, s najväčšou pravdepodobnosťou už nie je nažive - je čas ju poslať na recykláciu.
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje, koľko kapacity zostáva v lítium-iónovej batérii v závislosti od skladovacej teploty a úrovne nabitia pri skladovaní 1 rok.

Použite originálnu nabíjačku. Málokto vie, že vo väčšine prípadov je nabíjačka zabudovaná priamo do mobilných zariadení a externý sieťový adaptér iba znižuje napätie a usmerňuje prúd domácej elektrickej siete, to znamená, že priamo neovplyvňuje batériu. Niektoré miniaplikácie, ako napríklad digitálne fotoaparáty, nemajú vstavaný nabíjačka, a preto sa ich lítium-iónové batérie vkladajú do externej „nabíjačky“. Práve tu môže používanie externej nabíjačky pochybnej kvality namiesto originálnej negatívne ovplyvniť výkon batérie.

Zabráňte prehriatiu. No, najhorším nepriateľom lítium-iónových batérií je vysoká teplota - vôbec neznášajú prehriatie. Preto svoje mobilné zariadenia nevystavujte priamemu slnečnému žiareniu ani ich neumiestňujte do blízkosti zdrojov tepla, ako sú elektrické ohrievače. Maximálne prípustné teploty, pri ktorých je možné používať lítium-iónové batérie, sú: od –40°C do +50°C

Môžete sa tiež pozrieť

Ako správne nabíjať lítium-iónovú batériu a prečo je to vôbec potrebné? Naše moderné zariadenia fungujú vďaka prítomnosti autonómnych napájacích zdrojov. A nezáleží na tom, aké zariadenia to sú: elektrické smartfóny alebo notebooky. Preto je také dôležité poznať odpoveď na otázku, ako správne nabíjať lítium-iónovú batériu.

Trochu o tom, čo je lítium-iónová batéria

Autonómne napájacie zdroje, ktoré sa používajú v moderných smartfónoch a iných zariadeniach, sa zvyčajne delia do niekoľkých rôznych skupín. Je ich pomerne veľa. Zoberte si však tie isté, ale práve v prenosných zariadeniach, teda v smartfónoch a notebookoch, sa najčastejšie inštalujú lítium-iónové batérie (anglické označenie Li-Ion). Dôvody, ktoré k tomu viedli, sú rôzneho charakteru.

Výhody týchto typov batérií

Prvá vec, ktorú treba poznamenať, je, aké jednoduché a lacné je vyrábať tieto zdroje energie. Ďalšie výhody majú vynikajúce prevádzkové vlastnosti. Straty samovybíjaním sú veľmi malým ukazovateľom a aj to zohralo svoju rolu. Ale zásoba cyklov na nabíjanie a vybíjanie je veľmi, veľmi veľká. To všetko spolu robí z lítium-iónových batérií lídrov medzi ostatnými podobnými zariadeniami v oblasti ich použitia v smartfónoch a notebookoch. Aj keď existujú výnimky z pravidla, tvoria asi 10 percent celkový počet prípadoch. To je dôvod, prečo mnohí používatelia kladú otázku, ako správne nabíjať lítium-iónovú batériu.

Dôležité a zaujímavé fakty

Batéria smartfónu má svoje špecifické vlastnosti. Preto pred začatím procesu núteného nabíjania alebo vybíjania musíte poznať určité pravidlá a oboznámiť sa s príslušnými pokynmi. V prvom rade treba poznamenať, že väčšina batérií tohto typu je špeciálne vybavená prídavným monitorovacím zariadením. Jeho použitie je určené potrebou udržiavať náboj na určitej úrovni (nazývanej aj kritická). Riadiace zariadenie zabudované okrem iného do batérie pre smartfón nám teda neumožňuje prekročiť túto smrteľnú hranicu, po ktorej batéria jednoducho „zomrie“, ako radi hovoria servisní špecialisti. Z hľadiska fyziky všetko vyzerá takto: počas spätného procesu (kritické vybitie) napätie lítium-iónovej batérie jednoducho klesne na nulu. Súčasne je blokovaný tok prúdu.

Ako správne nabíjať digitálne zariadenia na základe tohto zdroja výdrže batérie

Ak je váš smartfón napájaný lítium-iónovou batériou, potom sa samotné zariadenie musí nabiť, keď indikátor batérie ukazuje približne tieto čísla: 10-20 percent. To isté platí pre phablety a tabletové počítače. To je krátka odpoveď na otázku, ako správne nabíjať lítium-iónovú batériu. Treba dodať, že aj pri dosiahnutí 100-percentného menovitého nabitia musí byť zariadenie pripojené k elektrickej sieti ešte jednu až dve hodiny. Faktom je, že zariadenia interpretujú nabíjanie nesprávne a 100 percent, ktoré dáva smartfón alebo tablet, nie je v skutočnosti viac ako 70-80 percent.

Ak je vaše zariadenie vybavené lítium-iónovou batériou, mali by ste poznať niektoré zložitosti jeho prevádzky. V budúcnosti to bude veľmi užitočné, pretože ich dodržiavaním môžete predĺžiť životnosť nielen tohto prvku, ale celého zariadenia ako celku. Pamätajte teda, že raz za tri mesiace musíte zariadenie úplne vybiť. Toto sa vykonáva na preventívne účely.

Ale o tom, ako nabiť vybitú batériu, si povieme neskôr. Zatiaľ na to len upozorníme stolný počítač a laptop nie sú schopné poskytnúť dostatok vysoké napätie pri pripájaní mobilného zariadenia k týmto technologickým zázrakom cez štandardný port USB. Úplné nabitie zariadenia z týchto zdrojov bude teda trvať dlhšie. Je zaujímavé, že jedna technika môže predĺžiť životnosť lítium-iónovej batérie. Pozostáva zo striedavých nabíjacích cyklov. To znamená, že raz zariadenie úplne nabijete na 100 percent, druhýkrát nie úplne (80 - 90 percent). A tieto dve možnosti sa striedajú. V tomto prípade ho možno použiť pre lítium-iónové batérie.

Podmienky používania

Vo všeobecnosti možno lítium-iónové napájacie zdroje nazvať nenáročné. Už sme o tejto téme hovorili a zistili sme, že táto vlastnosť sa spolu s ďalšími stala dôvodom ich širokého využitia vo výpočtovej technike. Ani takáto architektúra smart batérií však plne nezaručuje ich dlhodobý výkon. Toto obdobie závisí predovšetkým od osoby. Ale nie sme povinní robiť nič neobvyklé. Ak existuje päť jednoduchých pravidiel, ktoré si môžeme navždy zapamätať, úspešne ich aplikujte. V tomto prípade vám lítium-iónový zdroj bude slúžiť veľmi, veľmi dlho.

Pravidlo jedna

Spočíva v tom, že to nie je potrebné úplne. Už bolo povedané, že takýto postup by sa mal vykonávať iba raz za tri mesiace. Moderné dizajny Tieto napájacie zdroje nemajú „pamäťový efekt“. V skutočnosti je preto lepšie mať čas na nabitie zariadenia skôr, ako sa úplne vybije. Mimochodom, je celkom pozoruhodné, že niektorí výrobcovia príslušných produktov merajú životnosť produktov v počte cyklov. Špičkové produkty dokážu „prežiť“ približne šesťsto cyklov.

Pravidlo dva

Uvádza, že mobilné zariadenie je potrebné úplne vybiť. Na preventívne účely by sa mala vykonávať raz za tri mesiace. Naopak, nepravidelné a nestabilné nabíjanie môže posunúť značky nominálneho minimálneho a maximálneho nabitia. Zariadenie, do ktorého je tento zdroj autonómnej prevádzky zabudovaný, teda začne dostávať falošné informácie o tom, koľko energie v skutočnosti zostáva. A to zase vedie k nesprávnym výpočtom spotreby energie.

Aby sa tomu zabránilo, je navrhnutý profylaktický výboj. Keď k tomu dôjde, riadiaci obvod automaticky vynuluje minimálnu hodnotu nabitia. Je tu však niekoľko trikov. Napríklad po úplnom vybití je potrebné „naplniť“ zdroj energie a držať ho ďalších 12 hodín. Okrem bežnej elektrickej siete a drôtu v tejto veci nepotrebujeme na nabíjanie nič iné. Prevádzka batérie po preventívnom vybití sa však stane stabilnejšou a budete si ju môcť okamžite všimnúť.

Pravidlo tri

Ak batériu nepoužívate, stále musíte sledovať jej stav. Zároveň by teplota v miestnosti, kde ju skladujete, nemala byť vyššia a nižšia ako 15 stupňov. Je jasné, že nie vždy je možné dosiahnuť presne tento údaj, ale stále platí, že čím menšia je odchýlka od tejto hodnoty, tým lepšie. Treba poznamenať, že samotná batéria musí byť nabitá na 30-50 percent. Takéto podmienky vám umožnia udržiavať zdroj energie po dlhú dobu bez vážneho poškodenia. Prečo by nemal byť plne nabitý? Ale preto, že batéria je „naplnená do kapacity“ kvôli fyzikálnych procesov stráca dosť veľkú časť svojej kapacity. Ak je zdroj energie dlho skladovaný vo vybitom stave, stáva sa prakticky zbytočným. A jediné miesto, kde to bude naozaj užitočné, je odpad. Jediným spôsobom, aj keď nepravdepodobným, je repasovanie lítium-iónových batérií.

Pravidlo štyri

Cena, ktorá sa pohybuje od niekoľkých stoviek do niekoľkých tisíc rubľov, by sa mala účtovať iba pomocou originálnych zariadení. To sa v menšej miere týka mobilných zariadení, keďže adaptéry sú už súčasťou ich balenia (ak si ich kúpite v oficiálnom obchode). V tomto prípade však iba stabilizujú dodávané napätie a nabíjačka je v skutočnosti už zabudovaná vo vašom zariadení. Čo sa, mimochodom, nedá povedať o videokamerách a fotoaparátoch. Presne o to ide hovoríme o, tu môže použitie zariadení tretích strán pri nabíjaní batérií spôsobiť značné škody.

Pravidlo päť

Sledujte teplotu. Lítium-iónové batérie dokážu odolávať tepelnému stresu, ale prehrievanie im škodí. A nízke teploty pre zdroj energie nie sú to najlepšie, čo sa môže stať. Aj keď najväčšie nebezpečenstvo pochádza práve z procesu prehriatia. Pamätajte, že batéria by nemala byť vystavená priamemu slnečnému žiareniu. Rozsah teplôt a ich prijateľné hodnoty začína pri - 40 stupňoch a končí pri + 50 stupňoch Celzia.

Životnosť batérie sa udáva v počte cyklov nabitia a vybitia. Vo väčšine prípadov je počet cyklov 1 000. Tento indikátor však neznamená, že batériu možno nabiť iba 1 000-krát, pretože cyklus nabíjania a vybíjania a proces dobíjania batérie nie sú to isté. Ak napríklad smartfón alebo iný gadget nabijete dvakrát na polovicu, bude to znamenať dva nabíjacie procesy a jeden cyklus nabíjania a vybíjania.

Ako predĺžiť životnosť lítium-iónových batérií

Lítium-iónové batérie sa neoplatí kupovať na použitie alebo do zálohy, pretože ak sa batéria dlhší čas nepoužíva, jej životnosť sa znižuje. Aby sa predĺžila životnosť, je potrebné vytvoriť skladovacie podmienky. Batérie by sa mali skladovať pri teplote 5 stupňov Celzia s úrovňou nabitia 40 % a z času na čas ich dobíjať.

Ako správne nastaviť úroveň zobrazenia nabitia batérie

Veľmi častým príbehom je, že kapacita a životnosť nových batérií sa môže zvýšiť po niekoľkých úplných cykloch nabitia a vybitia. Toto tvrdenie nie je celkom pravdivé. V tomto prípade sa zvyšuje presnosť zobrazenia úrovne nabitia batérie, pretože po takomto tréningu sa zdá, že digitálny gadget a batéria sa „zomelú“.

Kalibrácia sa vykonáva takto:

Je potrebné úplne nabiť batériu digitálneho zariadenia, potom ju takmer úplne vybiť a znova nabiť. Batéria by zároveň nemala byť hlboko vybitá. Odporúča sa vykonať kalibráciu raz za mesiac.

Ktoré typy batérií by mali byť úplne vybité a ktoré nie.

nikel – kadmiové batérie trpia takzvaným pamäťovým efektom, kvôli ktorému batéria rýchlo stráca kapacitu, ak nebola úplne vybitá.

Lítium-iónové batérie fungujú na opačnom princípe, ich hlboké vybitie vedie v lepšom prípade k čiastočnej strate kapacity, v horšom k úplnej nepoužiteľnosti.

Strata určitej energie z nabitých batérií

Zobrazená indikácia batérie na digitálnom fotoaparáte, tablete alebo inom digitálne zariadenie, po úplnom nabití batérií rýchlo klesne na 90 %. Na vine nie je batéria, ale obvod riadenia úrovne nabitia. Plne nabitá lítium-iónová batéria je dosť zraniteľná. Životnosť sa môže výrazne skrátiť, ak je plne kontaminovaná batéria naďalej napájaná. Preto obvody riadenia nabíjania v moderných zariadeniach po nabití batérie znižujú úroveň o niekoľko percent. Aby si boli majitelia gadgetov istí, že ich zariadenie je úplne pripravené na použitie, po odpojení od nabíjačky riadiaci systém zobrazí 100% úroveň a len o niekoľko minút neskôr zobrazí skutočnú úroveň, ktorá je približne 90 - 95%.

Metóda nárazového nabíjania

Dokonca aj plne nabitú lítium-iónovú batériu je možné dobiť o 10 - 15 % pomocou metódy nárazového nabíjania (doslovný preklad - zvýšiť nabitie).

Zapnite svoj smartfón, tablet alebo iné zariadenie, ktoré ako batérie používa lítium-iónové batérie, a úplne ho nabite. Potom nabíjačku vypnite a ihneď znova zapnite. Ak vyššie uvedený postup zopakujete niekoľkokrát, môžete dosiahnuť zvýšenie nabitia batérie. Táto metóda by sa nemala zneužívať, pretože môže poškodiť články batérie.

Obsluha, nabíjanie, klady a zápory lítiové batérie

Mnoho ľudí to dnes používa elektronické zariadenia vo svojom každodennom živote. Mobily, tablety, notebooky... Každý vie, čo to je. Málokto však vie, že kľúčovým prvkom týchto zariadení je lítiová batéria. Takmer každé mobilné zariadenie je vybavené týmto typom batérie. Dnes si povieme niečo o lítiových batériách. Tieto batérie a technológia ich výroby sa neustále vyvíja. K významným aktualizáciám technológie dochádza každé 1-2 roky. zvážime všeobecný princíp prevádzke lítiových batérií a jednotlivým odrodám budú venované samostatné materiály. Nižšie si rozoberieme históriu, prevádzku, skladovanie, výhody a nevýhody lítiových batérií.

Výskum v tomto smere sa uskutočnil začiatkom 20. storočia. „Prvé lastovičky“ v rodine lítiových batérií sa objavili začiatkom sedemdesiatych rokov minulého storočia. Anóda týchto batérií bola vyrobená z lítia. Rýchlo sa stali žiadanými kvôli ich vysokej špecifickej energii. Vďaka prítomnosti lítia, veľmi aktívneho redukčného činidla, boli vývojári schopní výrazne zvýšiť menovité napätie a špecifickú energiu prvku. Vývoj, následné testovanie a dolaďovanie technológie trvalo približne dve desaťročia.

Za tento čas sa riešili hlavne otázky týkajúce sa bezpečnosti používania lítiových batérií, výberu materiálov a pod lítiové články s aprotickými elektrolytmi a odroda s pevnou katódou sú podobné v elektrochemických procesoch, ktoré sa v nich vyskytujú. Najmä anodické rozpúšťanie lítia nastáva na zápornej elektróde. Lítium sa zavádza do kryštálovej mriežky kladnej elektródy. Keď je článok batérie nabitý, procesy na elektródach idú opačným smerom.

Materiály pre kladnú elektródu boli vyvinuté pomerne rýchlo. Hlavnou požiadavkou pre nich bolo, aby prešli reverzibilnými procesmi.

Hovoríme o anodickej extrakcii a katodickom zavádzaní. Tieto procesy sa tiež nazývajú anodická deinterkalácia a katódová interkalácia. Výskumníci testovali rôzne materiály ako katóda.

Požiadavkou bolo, aby počas jazdy na bicykli nenastali žiadne zmeny. Študovali sa najmä tieto materiály:

• TiS2 (sulfid titaničitý);
• Nb(Se)n (selenid nióbu);
• sulfidy a diselenidy vanádu;
• sulfidy medi a železa.

Všetky uvedené materiály majú vrstvenú štruktúru. Výskum prebiehal aj s materiálmi zložitejšieho zloženia. Na tento účel sa v malých množstvách používali prísady určitých kovov. Išlo o prvky s katiónmi s väčším polomerom ako Li.

Vysoké špecifické katódové charakteristiky sa získali použitím oxidov kovov. Rôzne oxidy boli testované na reverzibilný výkon, ktorý závisí od stupňa skreslenia kryštálovej mriežky oxidového materiálu, keď sa tam zavádzajú katióny lítia. Do úvahy sa brala aj elektronická vodivosť katódy. Cieľom bolo zabezpečiť, aby sa objem katódy nezmenil o viac ako 20 percent. Najlepšie výsledky podľa výskumu vykazovali oxidy vanádu a molybdénu.

Anóda bola hlavným problémom pri vytváraní lítiových batérií. Presnejšie povedané, počas procesu nabíjania, keď dochádza ku katodickému ukladaniu Li. To vytvára povrch s veľmi vysokou aktivitou. Lítium sa ukladá na povrchu katódy vo forme dendritov a v dôsledku toho sa vytvára pasívny film.

Ukázalo sa, že tento film obaľuje častice lítia a zabraňuje ich kontaktu so základňou. Tento proces sa nazýva enkapsulácia a má za následok, že po nabití batérie je určitá časť lítia vylúčená z elektrochemických procesov.

V dôsledku toho sa po určitom počte cyklov opotrebovali elektródy a narušila sa teplotná stabilita procesov vo vnútri lítiovej batérie.

V určitom okamihu sa prvok zahrial na teplotu topenia Li a reakcia vstúpila do nekontrolovanej fázy. Tak, na začiatku 90. rokov, veľa lítiové batérie. Boli to jedny z prvých batérií, ktoré sa používali v mobilných telefónoch. V momente telefonovania (prúd dosiahne maximálnu hodnotu) z týchto batérií vyšľahol plameň. Vyskytlo sa veľa prípadov, keď bola tvár používateľa spálená. Tvorba dendritov pri ukladaní lítia môže okrem rizika požiaru a výbuchu viesť ku skratu.

Preto výskumníci strávili veľa času a úsilia vývojom metódy povrchovej úpravy katódy. Boli vyvinuté metódy na zavádzanie prísad do elektrolytu, ktoré zabraňujú tvorbe dendritov. Vedci v tomto smere pokročili, ale problém ešte nie je úplne vyriešený. Tieto problémy sa pokúsili vyriešiť pomocou kovového lítia pomocou inej metódy.

Záporná elektróda sa teda začala vyrábať zo zliatin lítia a nie z čistého Li. Najúspešnejšia bola zliatina lítia a hliníka. Keď dôjde k procesu vybíjania, lítium sa vyleptá z elektródy z takejto zliatiny a naopak počas nabíjania. To znamená, že počas cyklu nabíjania a vybíjania sa koncentrácia Li v zliatine mení. Samozrejme, došlo k určitej strate aktivity lítia v zliatine v porovnaní s kovovým Li.

Potenciál zliatinovej elektródy sa znížil o približne 0,2-0,4 voltov. Prevádzkové napätie lítiovej batérie sa znížilo a zároveň sa znížila interakcia medzi elektrolytom a zliatinou. To sa stalo pozitívnym faktorom, pretože samovybíjanie sa znížilo. Ale zliatina lítia a hliníka nie je široko používaná. Problémom tu bolo, že špecifický objem tejto zliatiny sa počas bicyklovania značne menil. Keď došlo k hlbokému výboju, elektróda skrehla a rozpadla sa. Z dôvodu poklesu špecifických vlastností zliatiny bol výskum v tomto smere zastavený. Študovali sa aj iné zliatiny.

Výskum ukázal, že zliatina Li s ťažkými kovmi je najlepšou voľbou. Príkladom je Woodova zliatina. Z hľadiska zachovania špecifického objemu fungovali dobre, ale špecifické vlastnosti boli nedostatočné na použitie v lítiových batériách.

V dôsledku toho, pretože kov lítia je nestabilný, výskum sa začal uberať iným smerom. Bolo rozhodnuté vylúčiť čisté lítium z komponentov batérie a použiť jeho ióny. Takto sa objavili lítium-iónové (Li-Ion) batérie.

Energetická hustota lítium-iónových batérií je nižšia ako hustota lítiových batérií. Ale ich bezpečnosť a jednoduchosť použitia sú oveľa vyššie. Viac si o tom môžete prečítať na uvedenom odkaze.

Prevádzka a životnosť

Vykorisťovanie

Prevádzkové pravidlá budú diskutované na príklade bežných lítiových batérií, ktoré sa používajú v mobilné zariadenia(telefóny, tablety, notebooky). Vo väčšine prípadov sú takéto batérie chránené pred „bláznom“ vstavaným ovládačom. Pre používateľa je ale užitočné vedieť základné veci o konštrukcii, parametroch a prevádzke lítiových batérií.

Najprv nezabudnite, že lítiová batéria musí mať napätie 2,7 až 4,2 voltov. Nižšie hodnota tu označuje minimálna úroveň nabite, horna je asi max. V moderných Li batériách sú elektródy vyrobené z grafitu a v ich prípade je spodná hranica napätia 3 volty (2,7 je hodnota pre koksové elektródy). Elektrická energia, ktorú batéria vydá, keď napätie klesne z hornej hranice na dolnú hranicu, sa nazýva jej kapacita.

Na predĺženie životnosti lítiových batérií výrobcovia mierne zužujú rozsah napätia. Často je to 3,3-4,1 voltov. Ako ukazuje prax, maximálna životnosť lítiových batérií sa dosahuje pri úrovni nabitia 45 percent. Ak je batéria príliš nabitá alebo vybitá, jej životnosť sa skráti. Zvyčajne sa odporúča nabíjať lítiovú batériu pri 15-20% nabití. A po dosiahnutí 100 % kapacity musíte okamžite prestať nabíjať.

Ale, ako už bolo spomenuté, z prebíjania a hlboký výboj Batériu šetrí jeho ovládač. Táto riadiaca doska s mikroobvodom sa nachádza na takmer všetkých lítiových batériách. V rôznej spotrebnej elektronike (tablet, smartfón, notebook) je činnosť ovládača integrovaného do batérie doplnená aj o mikroobvod, ktorý je prispájkovaný na doske samotného zariadenia.

Vo všeobecnosti správnu činnosť lítiových batérií zabezpečuje ich ovládač. Od používateľa sa v podstate vyžaduje, aby sa do tohto procesu nezapájal a nezapájal sa do amatérskych aktivít.

Život

Životnosť lítiových batérií je približne 500 cyklov nabitia a vybitia. Táto hodnota platí pre väčšinu moderných lítium-iónových a lítium-polymérových batérií. Životnosť sa môže v priebehu času meniť. Závisí to od intenzity používania mobilného zariadenia. Pri neustálom používaní a zaťažovaní aplikáciami náročnými na zdroje (videá, hry) môže batéria vyčerpať svoj limit do jedného roka. Ale v priemere je životnosť lítiových batérií 3-4 roky.

Proces nabíjania

Okamžite stojí za zmienku, že pre normálnu prevádzku batérie musíte použiť štandardnú nabíjačku, ktorá sa dodáva s gadgetom. Vo väčšine prípadov je to zdroj priamy prúd s napätím 5 voltov. Štandardné nabíjačky pre telefón alebo tablet zvyčajne dodávajú prúd približne 0,5─1 * C (C je nominálna kapacita batérie).
Štandardný režim nabíjania lítiovej batérie je nasledujúci. Tento režim sa používa v ovládačoch Sony a zabezpečuje maximálne nabíjanie. Na nasledujúcom obrázku je tento proces graficky znázornený.

Proces pozostáva z troch fáz:

• Trvanie prvej etapy je približne jedna hodina. V tomto prípade sa nabíjací prúd udržiava na konštantnej úrovni, kým napätie batérie nedosiahne 4,2 voltu. Na konci je stupeň nabitia 70 %;
• druhá etapa tiež trvá asi hodinu. V tomto okamihu ovládač podporuje konštantný tlak 4,2 V a nabíjací prúd klesá. Keď prúd klesne na približne 0,2*C, spustí sa posledná fáza. Na konci je stupeň nabitia 90 %;
• v treťom stupni prúd plynule klesá pri napätí 4,2 voltu. Táto etapa v zásade opakuje druhú etapu, ale má prísne časové obmedzenie na 1 hodinu. Potom ovládač odpojí batériu od nabíjačky. Na konci je stav nabitia 100 %.

Riadiace jednotky, ktoré sú schopné zabezpečiť takýto postup, sú pomerne drahé. To sa odráža v cene batérie. S cieľom znížiť náklady mnohí výrobcovia inštalujú do batérií ovládače so zjednodušeným systémom nabíjania. Často je to len prvá fáza. Nabíjanie sa preruší, keď napätie dosiahne 4,2 V. Ale v tomto prípade je lítiová batéria nabitá len na 70% svojej kapacity. Ak sa lítiová batéria vášho zariadenia nabíja 3 hodiny alebo menej, potom má s najväčšou pravdepodobnosťou zjednodušený ovládač.

Za zmienku stojí množstvo ďalších bodov. Robte to pravidelne (raz za 2-3 mesiace). úplné vybitie Batéria (aby sa telefón vypol). Potom je plne nabitá na 100%. Potom vyberte batériu na 1-2 minúty, vložte a zapnite telefón. Úroveň nabitia bude nižšia ako 100 %. Úplne nabite a urobte to niekoľkokrát, kým sa po vložení batérie nezobrazí úplné nabitie.

Pamätajte, že nabíjanie cez USB konektor notebooku, stolného počítača alebo adaptéra do zapaľovača v aute je oveľa pomalšie ako zo štandardnej nabíjačky. Je to spôsobené prúdovým obmedzením rozhrania USB na 500 mA.

Pamätajte tiež, že v chlade a pri nízkom atmosférickom tlaku strácajú lítiové batérie časť svojej kapacity. Pri teplotách pod nulou sa tento typ batérie stáva nefunkčným.