Увеличение емкости литиевого аккумулятора

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Как определить емкость аккумулятора li-ion

Что такое емкость для хранения энергии? Показатель, сколько можно получить электрического тока в амперах за определенное время. Единица емкости — ампер-час, А/ч. Чем больше емкость, тем мощнее аккумулятор — это показатель работоспособности. Энергия может быть выдана импульсом, многократно превышающим цифровой показатель, но в короткий промежуток времени. Так, емкость 2 А/ч можно использовать в течение 6 минут, получив ток 20 ампер, а можно по 1 амперу брать 120минут. Значение емкости в цифрах обозначается буквой С. Для потребителя важно знать истинную емкость аккумулятора и текущий уровень заряда. Проверка емкости Li-ion доступна каждому пользователю.

Способы проверки емкости литиевых аккумуляторов

Проверить емкость аккумулятора можно в состоянии полной зарядки или разрядки. Литий-ионные источники энергии работают в диапазоне напряжения 2,5 — 4,23 В. Как используя тестеры, проверить емкость Li-ion аккумулятора?

Можно воспользоваться мультиметром. Прибор сочетает амперметр, вольтметр и омметр, считается универсальным. Тестеры бывают аналоговыми, с измерительной шкалой, и цифровые, с дисплеем. Зонд с красным проводом плюсовой, с черной –минус.

Как измерить тестером емкость литиевого аккумулятора.

• зарядить проверяемый li-ion аккумулятор до 4,23В;
• на тестере поставить рычаг в положение «Постоянный ток» при этом будет задействован переменный резистор;
• соединить контакты с полюсами элемента и пропускать ток до напряжения 2,5 В.
• определение приблизительной емкости литиевых аккумуляторов производится умножением времени разрядки на силу тока, пропускаемого через тестер.

Еще проще воспользоваться «умной» зарядкой, как измерителем емкости литиевого аккумулятора. В процессе, прибор выводит на дисплей все показатели. С помощью зарядного устройства iMAX-6 можно точно и в любой момент определить емкость, как литиевых батарей, так и состояние источника энергии в смартфоне.

Можно ли проверить емкость литиевого аккумулятора и как, пользуясь подручными средствами? Если есть точное сопротивление, можно подключить его к батарее и засечь время разряда. Измерить точно не получится, но отличить есть ли в аккумуляторе заявленные 8800 мА/ч или всего 880, определится легко. Кстати, нельзя купить литиевые аккумуляторы 18650 большой емкости. Их предел 3600мА/ч.

Неплохо с бытовой задачей определения примерного заряда справляется индикатор заряда, выполненный самостоятельно или включенный в схему прибора.

Заряд li-ion аккумуляторы 18650, их можно определить по весу. С емкостью 2600мА/ч вес цилиндра должен быть 40 г, с повышением емкости он становится больше. Для 26650 вес начинается от 70 г.

Как соединить литиевые аккумуляторы для увеличения емкости

Ионно-литиевые аккумуляторы представляют цилиндрический или призматический кожух, в котором скручены проводящие пластины в виде фольги с нанесенным активным материалом и проницаемым диэлектрическим сепаратором. Каждый элемент имеет емкость, соответствующую длине лент, то есть количеству слоев в одном элементе. При этом разность потенциалов зависит только от состава компонентов.

Чтобы увеличить емкость батареи, необходимо соединить несколько банок параллельно, плюсы с плюсами, минусы с минусами. Ионно-литиевые аккумуляторы в сумме дадут большую емкость. При этом не требуется балансировки, заряды распределяются в банках, как в сообщающихся сосудах.

Чтобы поднять напряжение, нужно группы аккумуляторов, соединенные параллельно принять за один элемент, и соединить несколько штук последовательно. Так создают батарею, отвечающую запросам. Важно использовать банки с одним составом, с одинаковыми техническими параметрами. В последовательную схему должны быть включены балансиры и защита от перезаряда и глубокого разряда.

Какая емкость литиевых аккумуляторов необходима для шуруповерта

Бытовые приборы в работе используют высокотоковые аккумуляторы. Это значит, при пуске и усилиям при работе, прибор может забрать в короткий срок импульс до 15-20 С. Аккумулятор 18650 способен обеспечить параметры тока, но напряжение необходимо 10, 12, 14, 18 В.

Расчетное количество элементов, соединенных последовательно, невозможно подобрать точно, так как средний заряд литий-ионной банки 3,7 В. Расчет ведут с небольшим превышением по напряжению, чтобы двигатель шуруповерта работал в безопасном диапазоне. В схеме управления мотором предусмотрены ограничители.

Чем больше емкость батареи, тем реже потребуется подзарядка. Для шуруповертов на 18 В, инструмента профессионального, емкость батарей увеличивают, создавая гирлянду из пяти последовательных групп. Каждая из них имеет параллельное соединение 2 элементов. Для легких шуруповертов такое увеличение емкости заметно утяжелит инструмент.

Как восстановить емкость литиевого аккумулятора

Каждый цикл работы, длительное хранение связаны с постоянной потерей емкости батарей. Особенно губительно действует перезаряд, работа в отсеке, где температура поднимается до +60 0 С. При понижении температуры окружающего воздуха до минуса, емкость банок снижается. Можно ли восстановить емкость аккумулятора li-ion?

Из всех случаев потери емкости, восстановление возможно только охлажденных li-ion аккумуляторов. Согревшись, они продолжают работать. В других случаях банки, потерявшие емкость, не восстанавливаются. Внутри активный элемент уже не принимает заряд, не происходит реакции, не создается разность потенциалов между обкладками.

Чтобы восстановить аккумулятор, необходимо исследовать каждый элемент на емкость и заменить севшие. В последовательной схеме соединения достаточно одной неисправной банки, чтобы комплект не работал.

Вывод

Покупая батарею или литиевые аккумуляторы, обратите внимание, когда их изготовили. При хранении в ненадлежащих условиях, банка теряет до 5 % емкости в год. Срок годности батарейки производители заявляют 8 лет. То же касается и готовых аккумуляторов из блоков элементов.

Видео

Для тех кто интересуется , как замерить емкость аккумулятора, держать заряд под контролем и восстановить емкость, представляем видео.

Источник

Найден способ увеличения ёмкости литий-ионных аккумуляторов на 25%

Ёмкость одна из ключевых характеристик аккумулятора, но простое наращивание размера ячеек приводит к увеличению габаритов и веса элементов питания. В качестве альтернативы группа американских исследователей использовала новый тип катода — и сообщила, что такой метод позволил значительно улучшить показатели АКБ без кардинального пересмотра технологии их производства.

В основе новой технологии — увеличение процентного содержания никеля в катоде батареи. Этот материал позволяет повысить плотность хранения энергии, заодно снижая общую токсичность батареи по сравнению с кобальтом. Однако до надававшего времени инженерам не удавалось обеспечить стабильность этой составляющей аккумулятора. Наконец, учёные из Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории в США приблизились к решению поставленной задачи.

Монокристалл с высоким содержанием никеля

После целого ряда экспериментов исследователям удалось создать монокристаллический катод с высоким содержанием никеля, разработав процесс выращивания высокоэффективных кристаллов из расплавов солей хлорида натрия и поваренной соли при высокой температуре. Как выяснилось, разрушение катода после многократного повторения цикла заряда неизбежно, однако существует способ сделать его как можно более долговечным.

Разработчики определили, что при напряжении около 4,2 В разрушения минимальны, оставаясь в допустимых пределах на уровне уже существующих литий-ионных аккумуляторов для автомобилей. Ещё одним способом сохранения катода может быть создание монокристаллов размером меньше 3,5 микрон. Это не только замедляет разрушение, но и позволяет катоду оставаться стабильным при более высоких напряжениях.

В настоящее время команда исследователей находится в поисках других способов стабилизации никелевого катода. По предварительным оценкам, это позволит увеличить ёмкость батарей на 25% без наращивания размеров и массы элемента питания.

Источник

Несколько способов восстановления емкости аккумуляторов li-ion

В процессе ежедневной эксплуатации современные аккумуляторы li-ion постепенно истощаются. Часто через пару лет активной эксплуатации их емкость снижается, и устройства уже не могут обеспечить нормальную эксплуатацию гаджетам или другим электрическим приборам. Следует понимать, что полностью вернуть первоначальную емкость аккумулятору уже нельзя, однако возможность продлить срок его использования есть. В этом материале мы остановимся на нескольких способах, позволяющих на время реанимировать аккумулятор.

Есть одна небольшая оговорка – все описанные здесь способы подходят для технически подготовленных пользователей. Если вы не относитесь к таковым, лучше всего не терять времени впустую. Вы можете обратиться в мастерскую либо сервисный центр, или же просто приобрести новый аккумулятор.

Как проверить емкость li-ion аккумуляторов самостоятельно?

Прежде чем заниматься реанимацией аккумулятора, необходимо узнать, какова на данный момент его емкость. Для профессионалов это элементарно — существует тестер аккумуляторов Кулон. Любителям же для проверки емкости аккумулятора можно воспользоваться следующим способом: подключить к тестируемому аккумулятору (заряженному) резистор соответствующего номинала, и путем записи величин тока, идущего через резистор, и напряжения на нем доводят аккумулятор до полного разряда. По данным, которые вы получите, строится график разряда, и определяется его реальная емкость. Конечно, точность такого способа определения не отличается идеальной точностью, поэтому вместо резистора часто используют источник стабильного тока с дополнительным источником напряжения в схеме.

Восстановление емкости li-ion аккумулятора

1. Иногда вследствие длительной эксплуатации аккумулятор вздувается из-за газов, и заряд держит непродолжительно. В этом случае, используя эпоксидную смолу и паяльник, можно вернуть устройство к жизни. Для этого необходимо разъединить корпус батареи и верхний блок с датчиком. Отделяют датчик, и под ним находят колпачок, скрывающий управляемую электронику. Используя тонкую иглу, прокалывают колпачок с большой аккуратностью, чтобы не повредить начинку. Затем берут какой-либо плоский предмет, по габаритам превышающий размер вашей батареи, и прижимают им аккумулятор на столе или другой плоскости. Важно правильно рассчитать необходимое усилие. После этого эпоксидной смолой закрывают отверстие и припаивают датчик.

На некоторое время вернуть к жизни литий-ионную батарею поможет другой простой способ. Однако нужно понимать, что это будет лишь краткосрочным решением проблемы, так как восстановить емкость li-ion аккумулятора в прежних параметрах невозможно.

1. Потребуются: блок питания 5-12 В, вольтметр, резистор с сопротивлением 330-1000 Ом и мощностью не ниже 500 мВт. Контакты блока питания необходимо освободить и произвести соединение с батареей следующим образом: минус батареи с минусом блока питания, к плюсу добавляем резистор. При помощи мультиметра нужно проверить правильность полярности. БП подключается в сеть на 2-3 минуты.

Другие способы восстановления емкости

Есть и другие способы восстановления работоспособности батареи li-ion – на форумах можно встретить немало самых неожиданных и даже сомнительных вариантов.

1. Например, некоторые пользователи предлагают поместить потерявшую емкость батарею в морозильник на 30 минут. После этого ставить в устройство и заряжать его 1 минуту, а затем извлечь и дать нагреться до температуры помещения. Далее можно использовать аккумулятор обычным образом. Другой способ увеличить емкость li-ion аккумуляторов, не менее сомнительный – срезать пластик на батарее, найти главные контакты и на миг замкнуть их металлическим предметом. Возвращают крышку на место и оставляют для высыхания.

Отметим, что все указанные здесь способы не дают 100% гарантии хорошего результата, тем не менее, попробовать стоит.

Рекомендуем новый материал блога – статью, посвященную схеме устройства для зарядки аккумуляторов li-ion.

Источник

Немецкие ученые выяснили, как увеличить емкость литий-ионных батарей на 30%

Литий-ионные аккумуляторы — это пока безальтернативный вариант накопления и использования электроэнергии и совсем не удивительно, что многие научные группы работают, чтобы сделать данные устройства максимально эффективными.

Немецким ученым из технологического института Карлсруэ удалось понять механизм деградации катодов в высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторах, что позволит существенно увеличить емкость и отдачу аккумуляторов повышенной емкости.

Почему это важно

На первый взгляд звучит странно, при чем тут разгаданный механизм деградации и увеличение емкости? Да все дело в том, что без реального понимания механизма деградации катода просто невозможно успешно увеличивать емкость аккумуляторов с высокой отдачей.

А разгаданный механизм, как уверяют ученые, позволит увеличить ёмкость и отдачу сразу на 30%, что очень даже не мало.

Суть процесса деградации

На данный момент уже существуют литий-ионные аккумуляторы с повышенной отдачей и емкостью, и данное преимущество в емкости реализовано за счет того, что катоды элемента дополнительно обогащены марганцем и увеличенным количеством лития. Но такое сочетание, как показала практика, склонны к ускоренной деградации.

При обычном цикле заряд-разряд такой обогащенный катод теряет или приобретает ионы лития и высокоэнергетический материал начинает разрушаться. Буквально через несколько циклов слоистый материал катода приобретает кристаллическую структуру с нежелательными электрохимическими свойствами, что приводит к уменьшению емкости.

В результате длительных экспериментов научной группе удалось выяснить, что деградационный процесс протекает не напрямую, а косвенно, то есть через образование трудно обнаруживаемых реакций с формированием твердых литийсодержащих солей.

Помимо этого, было установлено, что в этих процессах активно участвует чистый кислород.

Кроме этого учеными были выявлены электрохимические процессы, которые никак не приводят к деградационным разрушениям катода. Вот на эти открытые процессы и делается ставка в разработке и производстве литий-ионных аккумуляторов будущего с повышенной емкостью и отдачей. Оригинальная публикация была в журнале Nature Communications.

Понравилась статья, тогда ставим лайк и подписываемся, чтобы не пропустить свежих выпусков.

Источник