Pin lithium hoặc nguồn năng lượng có tuổi thọ cao

Nguồn năng lượng lithium là cần thiết cho nhiều thiết bị điện tử. Bài viết này sẽ thảo luận về các loại pin lithium-ion thường được sử dụng.

Cấu tạo của pin lithium

Pin lithium hoạt động dựa trên phản ứng oxy hóa không thuận nghịch. Lithi kim loại đóng vai trò là cực dương, trong khi oxit mangan, disulfua sắt hoặc oxit đồng có thể được sử dụng làm cực âm rắn. Các oxit lỏng bao gồm oxit lưu huỳnh và thionyl clorua. Lithi hoạt tính, có khả năng loại bỏ electron một cách hiệu quả, là chất oxy hóa được sử dụng.

Các loại pin lithium

Một trong những tiêu chí phân loại thiết bị lưu trữ là loại hoạt chất chính:

• Pin lithium-niken-cobalt-nhôm oxit (NCA)
• Pin lithium-mangan
• Pin lithium-cobalt.
• Pin lithium sắt photphat
• Nguồn titanat lithi
• Pin lithium-polymer
• Pin lithium-thionyl clorua

Một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét khi chọn pin là điện áp hoạt động.

Chúng ta hãy cùng xem xét một vài ví dụ trong số đó.

Pin lithium 3V chỉ được sử dụng trong các thiết bị được thiết kế đặc biệt; chúng không thể được sử dụng trong điều khiển từ xa hoặc đồng hồ gia đình thông thường.

Pin lithium 6V có thể được sử dụng trong bộ nguồn dự phòng, xe đồ chơi chạy bằng pin và nhiều ứng dụng khác.

Pin lithium 12 volt được sử dụng bổ sung cho việc lắp đặt trong UPStrong các công cụ độc lập, chẳng hạn như tua vít.

Đánh dấu

Pin lithium-ion cần có những ký hiệu nào? Theo yêu cầu của IEC, các chỉ báo sau phải được đánh dấu trên vỏ pin:

1. Dung tích pin lithium
2. Kích thước pin lithium
3. Hợp chất
4. Lớp học
5. Điện áp

Pin lithium được ký hiệu bằng các chữ cái "CR". Con số tiếp theo cho biết dung lượng pin. Bảng dưới đây hiển thị thông số hiệu chuẩn của chúng.

Tên	Đánh dấu	Điện áp, V
Hình tròn lớn, D	20	1,5
Nhỏ, tròn, C	14	1,5
Ngón tay, AA	6	1,5
Ngón tay siêu nhỏ, AAA	03	1,5
«Vương miện», RR3	22/6	9.0

Sạc các thiết bị lưu trữ năng lượng

Nhiều người thắc mắc liệu pin Li-ion có thể sạc lại được không. Rõ ràng, chỉ những loại pin được thiết kế đặc biệt, gọi là pin sạc, mới có thể sạc lại được.

Các loại nguồn pin điển hình vàLoại pin nào tốt hơn?

Các loại pin bao gồm pin ion (Li-ion) và pin polymer (Li-polymer). Bảng so sánh các đặc tính của pin lithium sẽ giúp bạn phân tích chúng chi tiết hơn.

Đặc trưng	Pin lithium-ion	Pin lithium polymer
Đặc điểm thiết kế	Năng suất phụ thuộc vào vị trí sắp xếp các phần tử bên trong khối.	Sự hiện diện của chất điện giải lỏng bị loại trừ.
Kích thước pin lithium	Một số tùy chọn nhỏ	Nhiều lựa chọn đa dạng bất kể định dạng ô.
Cường độ năng lượng	Cao	Số lần sạc thấp.
Cân nặng	Cao hơn một chút	Ngắn
Dung tích	Không lớn	Gấp đôi với cùng thể tích
Tuổi thọ sử dụng	Không có sai lệch đáng kể	Không có sai lệch đáng kể
Thời gian sạc	Dài hạn	Ít hơn đáng kể
Mặc	Cao hơn tương đối	Dưới
An toàn (nguy cơ cháy nổ)	Nguy cơ cháy nổ thấp	Phía trên (có tính năng bảo vệ tích hợp)
Giá	Dưới	Cao hơn

Hiện nay, việc phát triển các loại pin lithium-kim loại (li-metal) mới với độ an toàn cao hơn và tuổi thọ kéo dài hơn đang được tiến hành mạnh mẽ.

Pin lithium-kim loại khá triển vọng trong việc thay thế các nguồn pin lithium-ion và lithium-pol.

Đặc điểm của quá trình sạc pin lithium polymer

Để duy trì công suất tối đa của nguồn điện, cần phải sạc theo lịch trình, cụ thể là sau khi xả hết điện sau 500 giờ hoạt động của thiết bị.

Pin polymer rất nhạy cảm với hư hỏng cơ học, hạ nhiệt, cũng như dao động điện áp và quá tải, vì vậy chỉ nên kết nối với nguồn điện ổn định.

Cách phục hồi pin lithium-ion

Pin lithium có tuổi thọ khá dài, nhưng sớm muộn gì nó cũng sẽ mất đi dung lượng ban đầu. dung tíchĐó là lý do tại sao nhiều người lo ngại về việc phục hồi pin.

Chúng ta hãy cùng xem xét hai cách để khôi phục ổ đĩa.

Phương pháp đầu tiên có vẻ không đáng tin cậy, nhưng nó đơn giản nhất và theo các chuyên gia, thường hiệu quả. Bạn cần:

1. Đặt bộ nguồn vào ngăn đá tủ lạnh trong 30-40 phút.
2. Sau khi tháo ra, hãy sạc ngay lập tức trong vài phút.
3. sau đó để nguội cho đến khi đạt nhiệt độ phòng.
4. và chỉ sau đó mới tiếp tục sạc.

Bộ điều khiển thường xuyên ngừng hoạt động, gây cản trở quá trình vận hành của linh kiện.

Phương pháp thứ hai đáng để thử nếu các quy trình sạc và làm lạnh thông thường không hiệu quả. Phương pháp này bao gồm việc ngắt kết nối bo mạch bảo vệ bằng các bước sau:

1. Sử dụng thiết bị đo để đo điện áp của pin (nếu kết quả đo bằng không, bạn có thể tiếp tục).
2. cẩn thận ngắt kết nối bo mạch bảo vệ
3. Đo lại điện áp (điện áp sẽ tăng lên tối đa 2,5V)
4. Kết nối với bộ sạc (có dòng điện điều chỉnh được) và đặt dòng điện ở mức 100 mA và điện áp ở mức 4,2 V trong 10-15 phút.
5. Hãy nhớ theo dõi điện áp (điện áp không được vượt quá 3.2V). Nếu bộ phận gia nhiệt nóng lên, hãy ngừng sạc ngay lập tức.
6. Sau khi đạt được các giá trị dòng điện và điện áp yêu cầu, hãy đặt lại bo mạch về vị trí ban đầu và sạc ở chế độ bình thường.

Mất bao lâu để sạc đầy pin lithium?

Hiện nay, bộ sạc có hiển thị mức sạc được sử dụng rộng rãi, nhưng nếu bạn không có, bạn có thể tính toán thời gian cần thiết bằng công thức sau:

T (thời gian) = 1,4*Y(mAh)/X (mA), trong đó 1,4 là hệ số truyền nhiệt.

Làm thế nào để kiểm tra nguồn điện?

Cách dễ nhất và nhanh nhất để kiểm tra điện áp của nguồn điện là sử dụng đồng hồ vạn năng.

Có hai cách để kiểm tra:

1. Kiểm tra không tải. Giá trị đo được từ 1,35V trở lên cho thấy bộ phận gia nhiệt hoạt động hoàn toàn bình thường.
2. Kiểm tra tải cho phép loại bỏ chính xác hơn các thiết bị truyền động điện áp thấp. Điều này đòi hỏi phải thực hiện phép đo trong khi pin đang hoạt động.

Làm thế nào để thay pin?

Việc thay thế các loại pin dùng một lần yếu kém là một gánh nặng tài chính đáng kể. Do đó, nhiều người đang cân nhắc mua pin sạc. Pin lithium chắc chắn là loại pin phù hợp nhất cho mục đích này.

Việc tìm kiếm trên các công cụ tìm kiếm internet đặc biệt phổ biến về việc chuyển đổi các mẫu tua vít cũ sang sử dụng pin lithium. Để làm điều này, bạn chỉ cần tìm đúng loại tua vít. tua vítCác chất tương tự lithium có cùng kích thước và điện áp.

Pin lithium có giá bao nhiêu?

Pin cúc áo lithium là một trong những loại pin rẻ nhất. Thường được biết đến với tên gọi pin lithium dạng đồng xu, chúng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho đồng hồ, cân điện tử, bộ xử lý và các thiết bị điện tử tiêu thụ ít điện năng khác. Giá của loại pin này bắt đầu từ 10 rúp và chỉ bị giới hạn bởi nhu cầu của các nhà sản xuất và nhà phân phối.

Do sự đa dạng quá lớn nên rất khó xác định giới hạn trên. Tuy nhiên, rõ ràng là, cũng như tất cả các đổi mới công nghệ khác, chi phí đang giảm do hiệu quả sản xuất tăng và số lượng nhà sản xuất ngày càng nhiều.

Sản xuất pin

Pin lithium dung lượng cao được sử dụng trong sản xuất xe điện. Do sự phổ biến ngày càng tăng của xe điện, dự kiến ​​sẽ có nhiều nhà máy sản xuất loại pin này được mở ra. Theo nhiều công ty tư vấn, khoảng 26 nhà máy quy mô lớn như vậy sẽ sớm đi vào hoạt động. Một số nhà máy đã đi vào hoạt động, trong khi số còn lại dự kiến ​​sẽ đi vào hoạt động vào năm 2021.

Thông tin bổ sung về pin lithium

Những loại pin này hiệu quả nhất và có thể chịu được tải trọng lớn. Người dùng nhấn mạnh một số ưu điểm: dung lượng năng lượng tăng, điện áp ổn định và dung lượng cao. Giống như các loại pin khác, pin lithium bao gồm cực dương, cực âm, màng ngăn và màng chắn. Hai thành phần cuối cùng đóng vai trò là chất điện môi. Nguồn năng lượng này sử dụng một chất tẩm đặc biệt cho màng chắn.

Sự khác biệt chính giữa pin lithium-ion và pin kiềm là tuổi thọ cao. Điều này đạt được nhờ sử dụng công nghệ đặc biệt giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào dòng điện tải của pin lithium-ion. Chúng không có đặc điểm này. Do đó, chúng có thể được lưu trữ đến 12 năm. Mặc dù quy trình sản xuất phức tạp, các nhà sản xuất đã học được cách sản xuất nhiều loại pin lithium khác nhau. Loại pin này dễ dàng chịu được sự thay đổi nhiệt độ và có thể hoạt động trong thời gian dài dưới tải liên tục.

Chất điện phân được sử dụng trong pin lithium

1. thionyl clorua.
2. mangan dioxit;
3. Các hợp chất polyfluorocarbon;
4. sulfur dioxide;
5. iốt;
6. oxit đồng;
7. sắt disulfua;

Điện áp định mức của loại pin này là 3,7 vôn. Lithium tạo ra các cell pin nhẹ và rất mỏng. Về cơ bản, nó là một kim loại mềm và dễ uốn.

Những nguồn năng lượng này bắt đầu được sản xuất vào đầu những năm 1970. Các thử nghiệm ban đầu với loại pin này không thành công, và thường kết thúc bằng các vụ nổ. Tuy nhiên, sau một thời gian, tất cả các nhược điểm đã được khắc phục. Mặc dù vậy, pin lithium vẫn phải được sử dụng theo đúng hướng dẫn vận hành.

Để tạo ra nguồn điện an toàn từ lithium, cần phải kết hợp nó với chất điện phân hữu cơ rắn. Kết quả là một pin mạnh mẽ và nhỏ gọn hơn. Hai pin lithium 3 volt có thể dễ dàng thay thế pin kiềm 4-5 volt.

Sự bảo vệ

Để đảm bảo hoạt động ổn định và đáng tin cậy của pin lithium, một mạch bảo vệ đặc biệt đã được tích hợp vào thiết kế của chúng. Mạch này bảo vệ chống lại các tác nhân sau:

1. Hệ thống sưởi mạnh.
2. Nạp năng lượng.
3. Ngắn mạch.
4. Xả quá mức.

Nó được hàn vào các cực. Nó có bộ điều khiển tích hợp để theo dõi mức sạc của pin. Nếu pin bị sạc quá mức trên 4,25 V, nó sẽ ngắt kết nối pin khỏi bộ sạc.

Cách sạc pin lithium?

Về cơ bản, pin không thể sạc lại, đặc biệt là những loại có ghi "không được sạc lại". Nếu điện thoại của bạn là pin sạc, việc sạc pin sẽ tuân theo quy trình này.

Quá trình sạc diễn ra qua 2 giai đoạn.

1. Dòng điện một chiều với thông số 0,2-0,5 C. Chữ "C" biểu thị dung lượng. Vì pin có mạch bảo vệ tích hợp, điện áp hở mạch không được vượt quá 7 vôn. Khi mức điện áp tăng lên 4,2 V, điều này có nghĩa là pin đã được sạc 80%.
2. Quá trình sạc được thực hiện ở điện áp không đổi. Mức dòng điện sẽ giảm dần. Bộ sạc cần duy trì điện áp ở mức 4,1-4,2 V. Nó cũng điều chỉnh dòng điện, làm cho dòng điện giảm dần. Khi dòng điện giảm xuống còn 0,05-0,01 C, quá trình sạc hoàn tất. Ở giai đoạn này, pin được sạc đầy đến 100%.

Nên sử dụng bộ sạc có ghi rõ điện áp định mức.

Pin lithium không chịu được việc sạc quá mức, vì vậy cần phải ngắt kết nối kịp thời.

Pin lithium được sử dụng ở đâu?

Các ứng dụng của nguồn năng lượng này rất đa dạng. Ví dụ, chúng có thể được lắp đặt trong đồng hồ báo thức, điều khiển từ xa và cân điện tử. Nhưng chúng đặc biệt hữu ích trong các thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng, chẳng hạn như máy ảnh, đèn flash, đồ chơi, thiết bị y tế, thiết bị quân sự và thiết bị máy tính.

Ưu điểm và nhược điểm của pin lithium

Ưu điểm chính của chúng là có thể có dung lượng lớn trong kích thước nhỏ gọn.

Danh sách các ưu điểm

1. Dễ bảo trì.
2. Các thông số ổn định được đảm bảo với dữ liệu dòng xả khác nhau.
3. Có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ do thiếu nước.
4. Điện áp không đổi.
5. Trọng lượng nhẹ.
6. Dung lượng năng lượng và mật độ năng lượng cao.
7. Công suất không phụ thuộc vào dòng tải, thích hợp cho các thiết bị công suất cao.
8. Thời hạn sử dụng lâu dài.

Nhược điểm chính của loại thiết bị lưu trữ năng lượng này là giá thành cao. Tuy nhiên, nó sẽ không cần thay thế trong một thời gian dài.

Các loại và kích cỡ pin lithium

Các lựa chọn sau đây đang được giảm giá:

• FR
• Li-FeS2.
• CR

Chúng khác nhau về hình dạng và có thể có dạng hình trụ, hình vuông hoặc hình đĩa.

Phân loại Hoa Kỳ

• FR6 (AA).CR. Pin dạng viên nén phẳng.
• FR03 (AAA).
• CR-V9 (Lithium PP3). Pin 9 volt vương miện.
• CR2 và CR123. Được chế tạo dưới dạng nòng tròn.

Một số thông số có thể được tìm thấy trên thân thiết bị. Ví dụ, chúng có thể bao gồm điện áp, dung lượng, loại và năm sản xuất.

Sự khác biệt giữa pin lithium và pin muối kiềm.

• Pin kiềm có tuổi thọ từ 3-5 năm. Trong ba loại pin này, chúng có hiệu suất cao nhất. Chúng còn được gọi là pin kiềm. Pin kiềm đã chứng tỏ sự xuất sắc trong điều khiển từ xa, đồ chơi, đèn pin, radio và các thiết bị công suất thấp khác.
• Pin lithium có tuổi thọ cao hơn pin muối và pin kiềm. Chúng rất lý tưởng cho thiết bị chụp ảnh và thiết bị y tế.
• Pin muối là loại rẻ nhất nhưng cũng yếu nhất. Chúng có thể được bảo quản trong khoảng ba năm. Loại pin này lý tưởng cho điều khiển từ xa, đèn pin, đồ chơi, máy tính, đồng hồ bấm giờ và cân.

Về cơ bản, các loại pin được liệt kê ở trên khác nhau về tuổi thọ và dung lượng.

Quy tắc an toàn

• Không được hàn dây vào các tiếp điểm.
• Pin lithium được vận chuyển trong thùng/hộp chuyên dụng.
• Không cần phải để nó dưới ánh nắng mặt trời.
• Không nên để pin trong túi cùng với các vật bằng kim loại.

Thiết bị pin lithium

Có hai lựa chọn thiết kế:

1. Hình xoắn ốc.
2. Ống chỉ.

Pin dạng xoắn ốc có diện tích bề mặt lithium lớn. Chúng cung cấp dòng điện lên đến 4 A ở chế độ xung và từ 0,1 đến 1,8 A ở chế độ dòng điện liên tục. Loại pin này mất 10% dung lượng ban đầu mỗi năm. Các loại pin hình lăng trụ, pin cúc áo hoặc các loại tương tự đều có bán tại các cửa hàng.

Các nhà sản xuất chính:

1. Varta,
2. Minamoto,
3. Tekcell
4. Robiton,
5. AN TOÀN,
6. ĐÊM,

Bộ nguồn dạng cuộn dây có thể sử dụng được đến 20 năm và được dùng trong các thiết bị có dòng điện tiêu thụ không quá 150 mA.