Baterie litowo-jonowe – przewodnik PZL Sędziszów | MOTOFAKTOR

Baterie litowo-jonowe - przewodnik PZL Sędziszów

person Redakcja 2/01/2023

PZL Sędziszów – producent baterii Battery Guru objaśnia jakie są technologie stosowane w produkcji baterii litowo-jonowych.

 

Baterie litowo-tlenkowo kobaltowe

Baterie litowo-tlenkowo kobaltowe są produkowane z węglanu litu i kobaltu i są również znane jako baterie litowo-kobaltowe lub litowo-jonowo-kobaltowe. Baterie te są używane w telefonach komórkowych, laptopach i aparatach elektronicznych ze względu na ich wysoką energię właściwą. Mają katodę z tlenku kobaltu i grafitową anodę, a jony litu migrują z anody do katody podczas rozładowania, a przepływ odwraca się, gdy akumulator jest ładowany. Ta bateria ma kilka wad, w tym krótką żywotność baterii i niską moc właściwą.

Baterie litowo-tlenkowo kobaltowe są często używane w telefonach komórkowych, laptopach i aparatach elektronicznych.

Litowo-tlenkowo manganowe

Baterie litowo-manganowe są czasami nazywane bateriami litowo-manganowymi, litowo-jonowo-manganowymi, lub spinelowymi. Technologia tego rodzaju akumulatorów została po raz pierwszy odkryta w latach 80. XX wieku, wraz z pierwszą publikacją w Biuletynie Badań nad Materiałami w 1983 r. Baterie te są stabilne w podwyższonych temperaturach, co czyni je bezpieczniejszymi od tych wykonanych w technologii kobaltowej. W rezultacie często znajdują się w sprzęcie i urządzeniach medycznych, ale mogą być również używane w elektronarzędziach, motocyklach elektrycznych i innych zastosowaniach. Baterie litowo-manganowe mogą być również wykorzystywane do zasilania laptopów i pojazdów elektrycznych.

Litowo-żelazowo fosforanowa (LFP)

Fosforan LiFePO4 jest używany jako katoda w bateriach litowo-żelazowo-fosforanowych, często nazywanych bateriami litowo-fosforanowymi. Baterie w tej technologii charakteryzują się niską rezystancją co poprawia ich stabilność termiczną i bezpieczeństwo. Trwałość i długi cykl życia to kolejne zalety — w pełni naładowane akumulatory można przechowywać praktycznie bez wpływu na żywotność. Biorąc pod uwagę długą żywotność akumulatorów litowo-fosforanowych, są one często najbardziej opłacalną opcją. Z drugiej strony niższe napięcie baterii litowo-fosforanowej oznacza, że ma ona mniej energii niż inne baterie litowe.

 

W rezultacie akumulatory te są często używane w rowerach elektrycznych i innych zastosowaniach wymagających długiej żywotności i wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Baterie te są również powszechnie stosowane w pojazdach elektrycznych. Akumulator rozruchowy LFP jest często używany jako zamiennik ołowiowo-kwasowego akumulatora rozruchowego. Cztery ogniwa połączone szeregowo wytwarzają napięcie 12,80 V, które jest porównywalne z sześcioma ogniwami kwasowo-ołowiowymi 2V połączonymi szeregowo. Podczas ładowania do akumulatora kwasowo-ołowiowego dostarczane jest napięcie na poziomie 14,4V (2,40 V/ogniwo). W przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych stosuje się ładowanie uzupełniające, aby utrzymać pełny poziom naładowania i zapobiec zasiarczeniu.

 

Każde ogniwo w akumulatorze z ogniwami LFP osiąga wartość szczytową 3,60 V, co jest prawidłowym napięciem pełnego naładowania. Doładowanie powinno zostać przy takim napięciu przerwane, chociaż ładowanie uzupełniające trwa nadal podczas jazdy. Akumulatory z ogniwami LFP tolerują umiarkowane przeładowanie, jednak dłuższe utrzymywanie napięcia na poziomie 14,40 V przy doładowywaniu – jak ma to miejsce w przypadku większości pojazdów podczas długiej jazdy, może spowodować przeciążenie ogniwa. Niskie temperatury zmniejszają wydajność akumulatorów litowo-jonowych, co w skrajnych przypadkach może wpływać na zdolność rozruchu.

Litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe (NMC)

W przypadku elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych elektrycznych układów napędowych akumulator NMC staje się preferowanym rozwiązaniem.

Akumulatory litowo-niklowo-manganowo-kobaltowe, często nazywane akumulatorami NMC, są zbudowane z różnych materiałów, które są uniwersalne w akumulatorach litowo-jonowych. W zestawie znajduje się katoda zbudowana z mieszanki niklu, manganu i kobaltu.

 

Akumulatory NMC, podobnie jak inne typy akumulatorów litowo-jonowych, mogą mieć wysoką gęstość energii lub wysoką moc właściwą. Nie mogą jednak mieć obu funkcji. Ten akumulator jest najczęściej spotykany w elektronarzędziach i samochodowych układach napędowych.

 

60% niklu, 20% manganu i 20% kobaltu to najczęściej stosowane proporcje na materiał katodowy, jednak każdy producent ma swoje „złote” proporcje. Ale oznacza to, że koszt surowca jest niższy niż w przypadku innych rozwiązań akumulatorów litowo-jonowych, ponieważ kobalt może być dość kosztowny. Ponieważ niektórzy producenci akumulatorów planują zmienić skład chemiczny swoich akumulatorów zwiększając udział niklu i aby zużywać mniej kobaltu, cena tych akumulatorów może być coraz bardziej atrakcyjna. Ze względu na niski współczynnik samonagrzewania ten typ baterii jest coraz częściej stosowany w pojazdach elektrycznych.

 

W przypadku elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych elektrycznych układów napędowych akumulator NMC staje się preferowanym rozwiązaniem. Katoda jest zwykle zbudowana w jednej trzeciej z niklu, w jednej trzeciej z manganu i w jednej trzeciej z kobaltu. Tworzy to charakterystyczną mieszankę, jednocześnie obniżając koszt surowców ze względu na niższą zawartość kobaltu. NCM, który składa się z 5 części niklu, 3 części kobaltu i 2 części manganu, to kolejna doskonała kombinacja (5-3-2). Możliwe jest wykonanie innych kombinacji z różnymi ilościami materiałów katodowych.

 

W Battery Guru stosujemy głównie ogniwa NMC, ponieważ zapewniają one dużą gęstość energetyczną. Zapewniają ponadto wysoką odporność na pracę cykliczną, co sprawdza się w zastosowaniach, gdzie konieczne jest częste ładowanie – mówi Patryk Grendysa Kierownik Wydziału Baterii/Manager of Battery Department.

Litowo-niklowo-kobaltowo-aluminiowe

Chociaż akumulatory NCA nie są szeroko stosowane w elektronice użytkowej, mają ogromny potencjał w przemyśle samochodowym.

Akumulatory NCA, czyli akumulatory litowo-niklowo-kobaltowo-aluminiowe, torują sobie drogę w pojazdach elektrycznych i magazynach energii.

 

Chociaż akumulatory NCA nie są szeroko stosowane w elektronice użytkowej, mają ogromny potencjał w przemyśle samochodowym. Baterie NCA oferują wysoką energię i długą żywotność, ale są mniej bezpieczne niż inne typy baterii litowo-jonowych i są dość drogie. Aby zapewnić bezpieczeństwo kierowcy, akumulatorom NCA muszą towarzyszyć systemy monitorujące. Biorąc pod uwagę powszechne stosowanie akumulatorów NCA w pojazdach elektrycznych, popyt na te akumulatory rośnie wraz ze wzrostem liczby pojazdów elektrycznych.

Litowo-tytanowe

Tytanian litu, często znany jako lit-tytanian, to rodzaj baterii, który ma coraz większą liczbę zastosowań. Dzięki doskonałej nanotechnologii akumulator litowo-tytanowy charakteryzuje się niezwykle krótkim czasem ładowania. Baterie litowo-tytanowe są stosowane przez producentów pojazdów elektrycznych i rowerów, a ten typ baterii może znaleźć zastosowanie w autobusach elektrycznych transportu publicznego. Jednak te akumulatory mają niższe napięcie wewnętrzne lub gęstość energii niż inne typy akumulatorów litowo-jonowych, co może powodować problemy, jeśli chodzi o wydajne zasilanie samochodów. Mimo to akumulatory litowo-tytanowe mają większą gęstość niż akumulatory nielitowo-jonowe, co jest zaletą.

 

Baterie te mogą być wykorzystywane do zastosowań wojskowych i lotniczych, a także do magazynowania energii wiatrowej i słonecznej oraz do budowy inteligentnych sieci. Rodzaje ogniw stosowane w konkretnym rodzaju baterii mają kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o przebieg i napięcie ładowania. Różne technologie wymagają różnych napięć, co oznacza, że podczas naprawy polegającej na wymianie ogniw konieczne jest dokładne określenie parametrów ogniwa. Pamiętać należy, że zamiana jednego ogniwa na ogniwo innego rodzaju nie jest zalecane i może doprowadzić do usterki całej baterii. Jest to spowodowane przede wszystkim możliwością niedoładowania lub przeładowania ogniwa podczas ładowania baterii. Ogniwo to może charakteryzować się ponadto inną pojemnością, napięciem oraz rezystancją wewnętrzną od pozostałych. W przypadku naprawy należy więc polegać na doświadczeniu i możliwościach firmy tym się zajmującej. Podmiot zajmujący się tym ma możliwość określenia rodzaju ogniwa, a także dobrania odpowiedniego ogniwa do danego zastosowania.

 

Źródło: PZL Sędziszów

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

 

Subscribe to our newsletter

Send me your newsletter (you can unsubscribe at any time).