전자 기기의 이동성의 핵심 요소는 충전식 배터리(ACB)입니다. 가장 긴 자율성을 보장하려는 요구가 증가함에 따라 이 분야에 대한 지속적인 연구가 촉진되고 새로운 기술 솔루션이 등장하게 되었습니다.
널리 사용되는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 및 니켈-금속 수소화물(Ni-MH) 배터리에는 첫 번째 리튬 배터리와 고급 리튬 이온(Li-ion) 배터리가 있습니다.
등장의 역사
이러한 배터리는 70년대에 처음 등장했습니다. 지난 세기. 그들은 더 발전된 특성으로 인해 즉시 수요를 얻었습니다. 요소의 양극은 금속 리튬으로 만들어졌으며 그 특성으로 인해 비 에너지를 증가시킬 수있었습니다. 리튬 배터리는 이렇게 탄생했습니다.
새 배터리에는 폭발 및 발화 위험이 증가하는 심각한 단점이 있습니다.그 이유는 전극 표면에 리튬 필름이 형성되어 온도 안정성을 위반했기 때문입니다. 최대 부하의 순간에 배터리가 폭발할 수 있습니다.
기술의 개선으로 인해 배터리 구성 요소에서 순수 리튬을 포기하고 양으로 하전된 이온을 사용하게 되었습니다. 리튬 이온 배터리는 좋은 솔루션임이 입증되었습니다.
이 유형의 이온 배터리는 에너지 밀도가 약간 감소하는 대신 더 높은 안전성을 제공하는 것이 특징이지만 지속적인 기술 발전으로 인해 이 표시기의 손실을 최소화할 수 있었습니다.
장치
리튬 이온 배터리의 소비자 가전 산업 도입은 탄소 재료(흑연) 음극과 산화코발트 양극을 사용한 배터리 개발 이후 획기적인 발전을 이루었습니다.
배터리 방전 과정에서 리튬 이온은 양극 물질에서 제거되어 반대쪽 전극의 코발트 산화물에 포함되며, 충전 시에는 반대 방향으로 진행됩니다. 따라서 리튬 이온은 한 전극에서 다른 전극으로 이동하는 전류를 생성합니다.
리튬 이온 배터리는 원통형 및 각형 버전으로 생산됩니다. 원통형 구조에서 전해질이 함침된 재료로 분리된 두 개의 평평한 전극 리본을 감아 밀봉된 금속 케이스에 넣습니다. 양극재는 알루미늄박 위에, 양극재는 동박 위에 증착한다.
각형 배터리 디자인은 직사각형 플레이트를 서로 겹쳐서 얻습니다. 이러한 형태의 배터리는 전자 장치의 레이아웃을 보다 조밀하게 할 수 있습니다. 나선형으로 꼬인 롤 전극이 있는 각형 배터리도 생산됩니다.
작동 및 서비스 수명
작동 규칙을 준수하면 리튬 이온 배터리의 길고 완전하고 안전한 작동이 가능하며 이를 무시하면 제품의 수명이 단축될 뿐만 아니라 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.
착취
리튬 이온 배터리 작동을 위한 핵심 요구 사항은 온도와 관련이 있습니다. 과열은 허용되지 않아야 합니다. 고온은 최대 피해를 유발할 수 있으며 과열의 원인은 외부 소스와 스트레스가 많은 배터리 충전 및 방전 모드가 될 수 있습니다.
예를 들어, 최대 45°C까지 가열하면 배터리 충전량을 2배까지 유지하는 능력이 감소합니다. 이 온도는 장치가 태양에 장시간 노출되거나 에너지 집약적인 응용 프로그램을 실행할 때 쉽게 도달합니다.
제품이 과열되면 서늘한 곳에 두는 것이 좋으며, 전원을 끄고 배터리를 빼는 것이 좋습니다.
여름 더위에 최상의 배터리 성능을 얻으려면 대부분의 모바일 장치에서 사용할 수 있는 에너지 절약 모드를 사용해야 합니다.
낮은 온도는 이온 배터리에도 부정적인 영향을 미치며 -4°C 미만의 온도에서는 배터리가 더 이상 최대 전력을 공급할 수 없습니다.
그러나 추위는 고온만큼 리튬 이온 배터리에 해롭지 않으며 대부분 영구적인 손상을 일으키지 않습니다. 실온으로 예열 한 후 배터리의 작동 특성이 완전히 회복된다는 사실에도 불구하고 추위에 용량 감소를 잊어서는 안됩니다.
리튬 이온 배터리 사용에 대한 또 다른 권장 사항은 배터리가 완전히 방전되는 것을 방지하는 것입니다. 많은 구형 배터리에는 0으로 방전된 다음 완전히 충전되어야 하는 메모리 효과가 있었습니다.리튬 이온 배터리는 이러한 효과가 없으며 완전 방전의 격리된 경우는 부정적인 결과를 초래하지 않지만 지속적인 심방전은 해롭습니다. 충전 레벨이 30%일 때 충전기를 연결하는 것이 좋습니다.
수명
리튬 이온 배터리의 부적절한 작동은 수명을 10-12배 단축할 수 있습니다. 이 기간은 충전 주기 수에 직접적으로 의존합니다. 리튬 이온 배터리는 완전 방전을 고려하여 500~1000 사이클을 견딜 수 있다고 믿어집니다. 다음 충전 전에 남은 충전 비율이 높을수록 배터리 수명이 크게 늘어납니다.
리튬 이온 배터리 수명은 작동 조건에 따라 크게 좌우되기 때문에 이러한 배터리의 정확한 수명을 제공하는 것은 불가능합니다. 이러한 유형의 배터리는 필요한 규정을 준수할 경우 평균적으로 7-10년 동안 사용할 수 있습니다.
충전 과정
충전 시 배터리를 충전기에 너무 오래 연결하지 마십시오. 리튬 이온 배터리의 정상적인 작동은 3.6V를 초과하지 않는 전압에서 발생합니다. 충전기는 충전하는 동안 배터리 입력에 4.2V를 공급합니다. 충전 시간이 초과되면 배터리에서 원치 않는 전기화학 반응이 시작되어 과열로 이어질 수 있습니다 모든 결과와 함께.
개발자는 이러한 기능을 고려했습니다. 최신 리튬 이온 배터리 충전의 안전성은 전압이 허용 수준 이상으로 상승할 때 충전 프로세스를 중지하는 특수 내장 장치에 의해 제어됩니다.
리튬 배터리의 경우 2단계 충전 방식이 맞습니다.첫 번째 단계에서는 배터리를 충전하여 일정한 충전 전류를 제공해야 하며 두 번째 단계에서는 일정한 전압과 충전 전류의 점진적 감소로 수행해야 합니다. 이러한 알고리즘은 대부분의 가정용 충전기의 하드웨어에 구현됩니다.
보관 및 폐기
리튬 이온 배터리는 장기간 보관할 수 있으며 자체 방전은 연간 10-20%입니다. 그러나 동시에 제품 특성의 점진적인 저하(열화)가 발생합니다.
이러한 배터리는 +5 ... + 25 ° С의 온도에서 습기로부터 보호되는 장소에 보관하는 것이 좋습니다. 강한 진동, 충격 및 화염에 대한 근접은 허용되지 않습니다.
리튬 이온 전지 재활용 프로세스는 해당 라이센스가 있는 전문 기업에서 수행해야 합니다. 재활용 배터리에서 나오는 재료의 약 80%는 새 배터리 제조에 재사용할 수 있습니다.
안전
작은 크기의 리튬 이온 배터리도 폭발성 자연 발화의 위험이 있습니다. 이러한 유형의 배터리의 이러한 기능은 개발에서 생산 및 보관에 이르기까지 모든 단계에서 안전 조치를 준수해야 합니다.
제조 중 리튬 이온 배터리의 안전성을 향상시키기 위해 과부하 및 과열을 제거하도록 설계된 모니터링 및 제어 시스템인 소형 전자 보드가 케이스에 장착됩니다. 전자 메커니즘은 온도가 미리 결정된 한계 이상으로 상승할 때 회로의 저항을 증가시킵니다. 일부 배터리 모델에는 배터리 내부 압력이 상승할 때 회로를 차단하는 기계식 스위치가 내장되어 있습니다.
또한 비상시 압력을 완화하기 위해 배터리 케이스에 안전 밸브를 설치하는 경우가 많습니다.
리튬 배터리의 장점과 단점
이 유형의 배터리의 장점은 다음과 같습니다.
- 높은 에너지 밀도;
- 기억 효과 없음;
- 긴 서비스 수명;
- 낮은 자가 방전율;
- 유지 보수가 필요 없습니다.
- 비교적 넓은 온도 범위에서 일정한 작동 매개변수를 보장합니다.
리튬 배터리가 있으며 단점은 다음과 같습니다.
- 자연 발화 위험;
- 전임자보다 높은 비용;
- 내장 컨트롤러의 필요성;
- 깊은 방전의 바람직하지 않음.
리튬 이온 배터리 생산 기술은 지속적으로 개선되고 있으며 많은 단점이 점차 과거의 일이 되고 있습니다.
적용분야
리튬 이온 배터리의 높은 에너지 밀도는 노트북, 태블릿, 스마트폰, 비디오 카메라, 카메라, 내비게이션 시스템, 다양한 내장 센서 및 기타 여러 제품과 같은 모바일 전자 장치의 주요 적용 영역을 결정합니다.
이 배터리의 원통형 폼 팩터가 있기 때문에 이전에 일회용 배터리에서 전력을 소비했던 손전등, 유선 전화 및 기타 장치에 사용할 수 있습니다.
배터리를 만드는 리튬 이온 원리에는 여러 종류가 있으며 사용되는 재료의 유형(리튬-코발트, 리튬-망간, 리튬-니켈-망간-코발트-산화물 등)이 다릅니다. 그들 각각에는 자체 범위가 있습니다.
모바일 전자 제품 외에도 다음 영역에서 리튬 이온 배터리 그룹이 사용됩니다.
- 휴대용 전동 공구;
- 휴대용 의료 장비;
- 무정전 전원 공급 장치;
- 보안 시스템;
- 비상 조명 모듈;
- 태양열 발전 스테이션;
- 전기 자동차와 전기 자전거.
리튬이온 기술의 끊임없는 발전과 작은 크기의 고용량 배터리 개발 성공을 감안할 때 이러한 배터리의 응용 확대를 예측할 수 있다.
마킹
리튬 이온 배터리의 매개변수는 제품 본체에 인쇄되어 있지만 사용된 코드는 크기에 따라 크게 다를 수 있습니다. 모든 제조업체에 대한 단일 배터리 라벨링 표준은 아직 개발되지 않았지만 가장 중요한 매개변수를 스스로 파악할 수 있습니다.
마킹 라인의 문자는 셀 유형과 사용된 재료를 나타냅니다. 첫 번째 문자 I은 리튬 이온 기술을 의미하고, 다음 문자(C, M, F 또는 N)는 화학 성분을 지정하고, 세 번째 문자 R은 다음을 의미합니다. 셀은 충전식입니다(충전식).
크기 이름의 숫자는 밀리미터 단위의 배터리 크기를 나타냅니다. 처음 두 숫자는 직경이고 다른 두 숫자는 길이입니다. 예를 들어 18650은 직경 18mm, 길이 65mm를 나타내고 0은 원통형 폼 팩터를 나타냅니다.
시리즈의 마지막 문자와 숫자는 각 제조업체에 고유한 용기 표시입니다. 제조일자를 표시하는 통일된 기준도 없습니다.
