Литий ионные аккумуляторы это щелочь

Какие бывают аккумуляторы? Щелочные и литий-ионные аккумуляторы

Электричество серьезно вошло в нашу жизнь только в XX веке, и поначалу новоизобретенным электрическим фонарикам более чем хватало обычных батареек. Но когда в самом конце века были изобретены, а затем стремительно распространились по всем странам и континентам электронные гаджеты, их было бы невозможно использовать, если бы к тому времени не изобрели новые виды аккумуляторов. Емких, маленьких и легких.

После длительного триумфа кислотных аккумуляторов, были изобретены щелочные аккумуляторы (АКБ). У них в качестве электролита вместо раствора серной кислоты используется щелочь. Такие аккумуляторы хорошо работают при низких температурах, у них меньший саморазряд, чем у кислотных АКБ, нет испарений, отлично переносят переразряд.

Однако они значительно дороже кислотных АКБ. И поскольку каждая банка такого аккумулятора дает меньший ток, то для того, чтобы давать тот же вольтаж, что и кислотные АКБ, такие аккумуляторы должны быть крупнее по размеру. Из-за этого их используют для электромобилей и в разного рода механизмах с электрическими двигателями. В магазинах автозапчастей я щелочных аккумуляторов не встречал, но я и не эксперт по автомобильным запчастям.

Пластины щелочных АКБ делают не из свинца, а из цинка, кадмия, никеля, серебра и других металлов. По этому признаку щелочные аккумуляторы называют серебряно-цинковыми, или цинково-никелевыми, или кадмиево-никелевыми, или какими-либо еще.

Литиевые аккумуляторы появились в 90-е годы XX века. Первый литий-ионный аккумулятор выпустила фирма Sony в 1991 году.
Литий-ионный аккумулятор для сотового телефона
Фото: ru.wikipedia.org

И вот уже 30 лет, как исследователи всего мира пытаются как-то улучшить литий-ионные аккумуляторы.

Корпус у них обычно герметичен (хотя существуют аккумуляторы повышенной емкости, в которых есть клапан сброса давления). В корпусе свернуты анод, катод и разделяющая их пористая прокладка, пропитанная электролитом. Катод делают из алюминиевой фольги, анод — из медной фольги. И на аноде и на катоде сделано напыление. На катоде обычно литий-металл, анодное покрытие делают из графита.

Эксперименты по улучшению аккумуляторов происходят в основном по металлическим добавкам в литий и по типу электролита. В качестве электролита в последнее время используют полужидкий полимер.

В настоящее время в массовом производстве находятся аккумуляторы с тремя классами катодных материалов:

• кобальтат лития (LiCoO2) или схожий с ним по свойствам никелат лития;
• литий-феррофосфат (LiFePO4);
• литий-марганцевая шпинель (LiMn2O4).

В зависимости от того, оксиды каких металлов добавляют к литию, получают разнообразные виды литий-ионных аккумуляторов, которые по всему миру активно применяют для фонариков, разнообразных мобильных устройств, для электроинструмента, в электромоблиях.

Увы, известны случаи перегрева и даже возгорания литиевых аккумуляторов. И маленьких — в разнообразных гаджетах, и больших — автомобильных. Такой аккумулятор, один раз загоревшись, почти не поддается тушению.

Ведь, во-первых, литий — щелочной металл, при определенных условиях он отлично окисляется и водой, и кислородом с большим выделением тепла. При загорании кислород в огонь поступает из оксидов металлов, входящих в состав аккумулятора, а также из электролита.

Попытка потушить такой горящий аккумулятор водой способна только усилить пожар — литий активно реагирует с водой с выделением тепла и водорода. В общем, нужны специальные смеси, которые вряд ли найдутся на улице неподалеку от горящей машины или в толпе, если у вас загорится телефон или какой-то другой гаджет.

Так, может, ну их пока, эти электромобили? Ведь такой уж как загорится, так загорится! Не лучше ли подождать, пока литий-ионные батареи загораться перестанут?

Источник

Щелочные батареи по сравнению с литиевыми: какая батарея лучше?

Батареи также являются важным элементом одноразовых медицинских устройств с подсветкой, и тип используемой батареи также важен. Это может означать разницу между способностью провести гладкую успешную процедуру и процедурой, предполагающей непредвиденные задержки, связанные с проблемами освещения. Кроме того, существует проблема использования и утилизации аккумуляторных батарей, что влечет за собой экологические проблемы, которые также необходимо учитывать.

Большинство людей обычно покупают щелочные батареи. На их долю приходится 80% аккумуляторов, производимых в США. Они недорогие и очень распространены. Они не подлежат перезарядке. Щелочные батареи широко используются в пультах дистанционного управления для телевизоров, детских игрушках и слаботочных беспроводных устройствах, таких как компьютерные клавиатуры или дверные звонки.

Литиевые батареи отличаются от щелочных высокой плотностью заряда (что увеличивает срок службы и время работы). Они дороже щелочных и не подлежат перезарядке. Литиевые батареи широко используются в детекторах дыма, часах и портативной электронике, такой как цифровые фотоаппараты и калькуляторы. Ознакомьтесь с нашими щелочными и литиевыми батареями для продажи ниже.

Два типа батарей

Из типов батарей, наиболее часто используемых в медицине, два основных формата — щелочные и литиевые. Каждый из них обладает значительными преимуществами и характеристиками, которые следует учитывать. Давайте посмотрим на два типа батарей и рассмотрим их особенности:

Характеристики щелочных и литиевых батарей

★ Щелочные батареи не содержат тяжелых металлов, которые могут загрязнять почву и грунтовые воды. Кроме того, они не представляют опасности взрыва на свалках.

★ Щелочные батареи обычно дешевле литиевых и, следовательно, более рентабельны в использовании.

★ Щелочные батареи могут обеспечить высокий постоянный уровень энергии.

★ Щелочные батареи таблеточного типа соответствуют экологическим стандартам США и ЕС и признаны Агентством по охране окружающей среды нетоксичными.

★ Щелочные батареи не считаются опасными отходами и, как таковые, не регулируются Министерством транспорта США (только Калифорния запрещает их захоронение).

Литий

★ Они рассчитаны на более длительный срок службы, что делает их хорошим выбором для высокотехнологичных и интеллектуальных устройств, а также для той электроники, для которой замена батареи неудобна.

★ Они могут выдерживать экстремально низкие температуры. Литий может работать без сбоев в очень холодном климате, поэтому он идеально подходит для наружного применения.

★ Литиевые батареи легче щелочных, поэтому они дают преимущество при использовании с портативными устройствами, особенно с аккумуляторными электроинструментами.

★ Если вы решили заменить щелочную батарею на литиевую, важно убедиться, что заменяющая батарея соответствует как напряжению, так и типу / размеру. Литиевые батарейки Energizer e2 типа AA вырабатывают 1.5 вольт, поэтому в большинстве случаев их можно использовать для замены любых обычных щелочных батарей AA.

Короче говоря, литиевая батарея может использоваться как высокопроизводительная альтернатива стандартной щелочной батарее. Однако за преимущества приходится платить: литий — более дорогая технология, что означает более высокую цену. Эти батареи могут даже продлить срок службы некоторых недорогих некритичных устройств, таких как игрушки, поэтому дополнительные затраты могут быть не оправданы в каждом случае. Кроме того, некоторые авиакомпании ограничивают использование литиевых батарей в качестве ручной клади.

Батареи в условиях больницы

Медицинские батареи BSLBATT используются во многих устройствах в больницах, включая пейджеры, мониторы ЭКГ, насосы, слуховые аппараты и оборудование.

Некоторые батареи могут содержать вредные металлы, такие как кадмий, содержащийся в литиевых батареях. В своем «Руководстве по батареям, используемым в здравоохранении», практика Greenhealth заявила, что кадмий может быть угроза здоровью если аккумулятор контактирует с органическими веществами, такими как физиологические жидкости, или если он не утилизируется надлежащим образом.

Источник

Всё о батарейках — солевые, щелочные и литиевые, в чём разница?

Распространение компактных литий-ионных аккумуляторов пошатнуло рынок батареек : всё больше переносных приборов комплектуются встроенной заряжаемой батареей.

Однако батарейки, то есть химические источники тока без перезарядки не сдаются и вряд ли исчезнут и на это есть несколько причин:

• лёгкость замены : вам не нужно ждать час или два пока аккумулятор зарядится, достаточно поменять батарейки и пользоваться прибором дальше;
• доступность : батарейки продаются в каждом переходе и продуктовом магазине;
• долговечность : устройство на батарейках прослужит вам не два-три года, до «естественной смерти» аккумулятора, а почти неограниченно долго, конечно, если это устройство само по себе качественное;
• многие устройства так медленно разряжают батарейки, что делать их перезаряжаемыми бессмысленно, проще раз в полгода-год поменять дешёвые батарейки (часы, пульты для телевизора, брелки сигнализаций и так далее).

Какие бывают батарейки?

Чтобы выбрать правильную батарейку, нужно знать, чем они отличаются . Главные отличия одноразовых батареек:

• размер (от микроскопических, для часов, до огромных, для фонарей и газовых колонок);
• напряжение — от 1,5 Вольт у пальчиковых, до 12 у батареек для сигнализаций и беспроводных звонков;
• тип химических веществ: солевые (угольно-цинковые), щелочные (алкалиновые) и литиевые;
• фирма-производитель.

Для того, чтобы не ошибиться с размером и напряжением достаточно прочитать инструкцию прибора — там будет указана модель батарейки, пригодная для вашего устройства. Но как быть с типом , ведь одни и те же по напряжению и размеру батарейки могут стоить 10 рублей или 100? Давайте разберёмся.

Щелочные (алкалиновые) элементы питания

Это мощные батарейки, которые используют активную реакцию, выделяющую много энергии. Их компоненты ядовиты , поэтому выбрасывать их в мусорное ведро не стоит: лучше складывать в отдельную коробочку и при случае сдать на утилизацию.

Такие элементы питания подходят для игрушек с моторчиками , для фотоаппаратов , мощных фонарей и подобных приборов. Их можно отличить по высокой — больше чем в три раза — цене, по сравнению с другим типом батареек —

Солевые (угольно-цинковые) элементы

Эти батарейки пришли к нам из прошлых столетий: ещё в 18 веке их собирали энтузиасты и умельцы-химики. В Советском Союзе 99% всех выпускаемых батареек были солевые , с интересным дизайном, который знаком всем людям старше 30 лет.

Солевые батарейки годятся для часов , пультов управления , игрушек без электромоторов и для приборов, которыми пользуются редко и короткое время, скажем, для дежурных фонарей.

Они стоят дёшево , но и ёмкость у них в несколько раз ниже, чем у щелочных.

Литиевые батарейки

Не путайте их с литий-ионными аккумуляторами, это разные элементы питания! Батарейки на основе лития это самый передовые элементы питания, которые:

• работают даже на сильном морозе (до — 40 градусов Цельсия);
• на 100% защищены от утечек (по крайней мере, так уверяет компания Energizer);
• сохраняют не меньше половины заряда в течение 20 лет (!);
• на треть легче щелочных батареек.

Разумеется, они стоят дороже — почти в два раза по сравнению с щелочными и в 10 раз — в сравнении с солевыми.

Эти батарейки отлично подойдут, если вы, например, собираетесь в дальний зимний поход — для фонарей и радиоприёмников или хотите фотографировать на сильном морозе.

В следующей статье мы расскажем, как заменить обычные батарейки на литий-ионные аккумуляторы без переделки самого прибора — просто и быстро. Подписывайтесь, будет много интересного!

Источник

«Литий-ионный»: великая путаница в аккумуляторах

Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion Battery) — объединяющее название всех аккумуляторов литий-ионного типа с разными материалами анода, катода и составами электролита.

Всё будет просто до тех пор, пока вы не услышите литий-титанат и литий-железо-фосфат , а потом не начнёте сравнивать литий-ионный с литий-полимерным . Как развязать клубок путаницы в этих названиях?

Если вы слышите о литий-кобальтовом аккумуляторе , то знайте, что это самый обыкновенный и наиболее распространённый литий-ионный аккумулятор из наших с вами смартфонов. Почему он « кобальтовый »? Из-за кобальта на его катоде.

👍 По маркетинговому названию производители могут понимать особенности конкретной ячейки.

Или, например, зная о преимуществах кремниевых анодов аккумуляторов , в самых массовых литий-кобальтовых ячейках можно добиться лучшей ёмкости, чем с традиционным графитовым анодом. В проект смартфона инженером будет закладываться уже литий-кобальтовый аккумулятор с кремниевым анодом .

Теперь разберёмся подробнее.

Для чего литий-ионному аккумулятору разные аноды, катоды, электролит?

Для чего им разные материалы? У одной химии больше пользы в безопасности или ёмкости (увеличена плотность энергии), у другой лучше получится удерживать заряд в мороз или увеличить ток разряда (актуально в электроинструменте или электромобилях ).

💡 При выборе анода, катода, электролита многое зависит от назначения самого электронного устройства.

Например, в смартфонах нужны батареи:

• компактные (толстые и тяжёлые гаджеты не покупают — почему );
• максимально ёмкие (чтобы держал заряд весь день, а лучше два);
• максимально дешёвые (в масштабном производстве каждый рубль имеет значение).

Ради этого можно пожертвовать определёнными характеристиками:

• сроком службы (количества циклов достаточно для двух-трёх лет эксплуатации, ведь к тому моменту смартфон морально устаревает);
• предиктивной безопасностью (толстый прочный корпус не нужен — его заменяет корпус смартфона, да и выполнять контроль лучше более «умными» программно-аппаратными средствами).

К литий-ионной аккумуляторной ячейке в компактном размере, ёмкой с приемлемым сроком службы и базовой безопасностью как раз идеально подходит кобальтовый катод (LiCoO2, LCO) в тандеме с графитовым анодом. Недорогой в производстве, быстро изготавливается, массовый продукт.

💡 Но ведь есть устройства, где срок службы и безопасность куда важнее цены и ёмкости.

Например? Источники бесперебойного питания. Мы в подробностях рассказывали как раз о таких надёжных батареях — литий-железо-фосфатных (LiFePo4, LFP).

Служат больше 10 лет, высокий ток разряда, выдерживают термические потрясения, беспрецедентно для литий-ионной технологии стабильны даже при коротком замыкании. Но всё ещё слишком дорого стоят за ту же ёмкость, что и LCO .

О «гаджетовой» компактности LiFePo4 при этом можно забыть. Если только сравнивать их со свинцово-кислотными АКБ из наших с вами автомобилей. Потому они лучше подходят как раз для ИБП (безопаснее, работают более 10 лет, не нужно обслуживать).

Источник