Les piles lithium-ion (Li-ion) utilisées dans la plupart des tablettes modernes, des smartphones et des ordinateurs portables nécessitent différentes règles de maintenance et d'opération par rapport aux piles Nickel-Cadmium (Ni-CD) et Nickel-Metal Hydrure (NI-MH) utilisées dans des appareils précédents.

En fait, les soins corrects pour la batterie lithium-ion peuvent augmenter sa durée de vie 15 fois comparée à des cas d'utilisation incorrecte. Dans cet article, nous vous conseillons de maximiser le cycle de vie des batteries lithium-ion coûteuses dans tous vos appareils portables.

Plus récemment, le journaliste du portail Internet Fred Langa Langa (Fred Langa) a dû remplacer le smartphone endommagé - et c'était son erreur.

Le symptôme principal n'a rien présidé - la couverture du téléphone a été déformée, car l'appareil lui-même a commencé à se plier.

Lors de l'analyse et de la considération détaillée, il s'est avéré que la batterie du smartphone était gonflée.

Initialement, Fred n'a pas remarqué de modifications: la batterie avait l'air plus ou moins normale si elle regarde son visage (Figure 1). Cependant, lorsque la batterie a été mise sur une surface plane, il est devenu évident que les bords supérieurs et inférieurs n'étaient plus plats et parallèles les uns aux autres. Sur l'un des côtés de la batterie, une conviction grave a été formée (Figure 2). Ce renflement a conduit au fait que le téléphone a commencé à se plier et à se déformer.

Le renflement de la batterie a témoigné un problème grave: l'accumulation de gaz toxique sous haute pression à l'intérieur de la batterie.

Le boîtier de la batterie a parfaitement fait son travail, mais en raison de gaz toxiques, la batterie était une petite bombe de brassement, qui n'attend que la détonation.

Dans le cas de Fred, le téléphone et la batterie ont été endommagés et la batterie est le temps d'acheter un nouveau smartphone.

La chose la plus triste est que ce problème puisse être facilement empêché. Dans la dernière partie de l'article, les erreurs Fred seront données.

Pour éviter de répéter les erreurs du passé avec un nouveau Smartton et d'autres dispositifs lithium-ion, tels que des comprimés, des ordinateurs portables, Fred a commencé à explorer sérieusement les problèmes d'exploitation et de maintenance appropriés des batteries lithium-ion.

Freda n'était pas intéressé par l'extension du travail d'une charge de batterie - ces techniques sont familières. La plupart des appareils offrent des modes manuels ou automatiques d'économie d'énergie et des procédés permettant de définir la luminosité de l'écran, des performances de processeur plus lente et réduisent le nombre d'applications en cours d'exécution.

Fred s'est plutôt concentré sur l'extension de la durée de vie des batteries - façons de sauvegarder la batterie à un état d'efficacité normale et d'élargir la durée de vie de la batterie au maximum.

Cet article inclut de telles conclusions de thèse basées sur la recherche Fred. Suivez les cinq conseils offerts, puis vos batteries lithium-ion fonctionneront pleines, longues et sûres dans tous vos appareils portables.

Astuce 1: Suivez la température et ne surchauffez pas la batterie

Étonnamment, la chaleur est l'un des principaux ennemis des batteries lithium-ion. Les raisons qui provoquent une surchauffe de la batterie peuvent être des facteurs d'utilisation incorrecte, par exemple, la vitesse et la durée des cycles de chargement et de décharge de la batterie.

L'environnement physique externe compte également. En laissant juste un appareil avec une batterie lithium-ion au soleil ou dans une voiture fermée, vous pouvez réduire considérablement la capacité de la batterie de recevoir et de maintenir la charge.

Les conditions de température idéales pour les batteries lithium-ion sont la température ambiante dans 20 degrés Celsius. Si le dispositif est chauffé à 30 ° C, sa capacité à porter la charge est réduite de 20%. Si l'appareil est utilisé à 45 ° C, ce qui est facilement réalisé au soleil ou avec une utilisation intensive de l'appareil avec des applications à forte intensité de ressources, la capacité de la batterie diminue d'environ la moitié.

Ainsi, si votre appareil ou votre batterie devient nettement chauffé lorsqu'il est utilisé, essayez d'aller à un endroit plus froid. S'il n'y a pas de telle possibilité, essayez de réduire la quantité d'énergie consommée par le dispositif en déconnectant des applications, des services et des fonctions inutiles, réduisez la luminosité de l'écran ou activez le mode d'économie d'énergie de l'appareil.

Si cela n'aide toujours pas, débranchez complètement le périphérique jusqu'à ce que la température revienne à un état normal. Pour un refroidissement encore plus rapide, retirez la batterie (bien sûr, si elle permet la conception du périphérique) - de sorte que l'appareil refroidira plus rapidement grâce à la séparation physique avec la source d'alimentation.

En passant, malgré le fait que les températures élevées sont le principal problème des batteries lithium-ion, des modes de fonctionnement à basse température ne causent pas de graves préoccupations. Les basses températures ne causent pas de dommages à long terme à la batterie, bien que la batterie à froid ne puisse pas donner à toutes les aliments, ce qui peut potentiellement donner le mode de température optimal. La chute de puissance devient très perceptible à des températures inférieures à 4C. La plupart des batteries lithium-ion de la classe de consommation deviennent essentiellement inutiles à des températures près du point de congélation.

Si l'appareil avec une source d'alimentation au lithium-ion devient trop réfrigéré pour une raison quelconque, n'essayez pas de l'utiliser. Laissez-le handicapé et transfert dans un endroit chaud (poche ou salle chauffée) jusqu'à ce que l'appareil prend une température normale. De plus, comme dans le cas de la surchauffe, supprimez physiquement la batterie et le chauffage séparé accélérera le processus d'échauffement. Une fois la batterie chauffant jusqu'à la température normale, ses propriétés électrolytiques seront restaurées.

Astuce 2: Débranchez le chargeur pour enregistrer la batterie

Recharge - c'est-à-dire La connexion de la batterie trop longue à long terme sur la source de courant haute tension peut également réduire la capacité de la batterie de maintenir la charge, réduire sa durée de vie ou ce qu'on appelle «tuer».

La plupart des batteries lithium-ion de la classe de consommation sont conçues pour fonctionner au niveau de la tension de 3,6 V sur la cellule, mais lors de la charge de charge à élevé 4.2. Si le chargeur est trop long, la batterie interne peut être endommagée.

Dans des cas graves, la recharge peut entraîner le fait que les ingénieurs s'appellent des conséquences "catastrophiques". Même dans des cas modérés, l'excès de chaleur libérée pendant la recharge créera un effet de température négatif décrit dans le premier conseil.

Les chargeurs de haute qualité peuvent être coordonnés pour travailler avec le schéma de batteries lithium-ion modernes, réduisant ainsi le risque de recharge, réduisant ainsi le courant de charge proportionnellement à la charge de la batterie.

Ces propriétés diffèrent de manière significative en fonction du type de technologie utilisée dans la batterie. Par exemple, lors de l'utilisation de piles Ni-Cadmium (Ni-CD) et d'hydrure Nickel-Metal (NI-MH), essayez de les laisser connectées au chargeur aussi longtemps que possible. Cela est dû au fait que les anciens types de batteries ont un niveau élevé d'auto-décharge, c'est-à-dire Ils commencent à perdre une quantité importante d'énergie stockée immédiatement après la déconnexion du chargeur, même si le dispositif portable lui-même est désactivé.

En fait, la batterie de nickel-cadmium peut perdre jusqu'à 10% de la charge dans les 24 premières 24 heures après la charge. Après cette période, la courbe d'auto-décharge commence à niveler, mais la batterie de nickel-cadmium continue de perdre 10 à 20% par mois.

La situation avec des batteries hydrure de nickel-métal est encore pire. Leur taux d'auto-décharge de 30% est supérieur à celui des collègues de nickel-cadmium.

Néanmoins, les batteries lithium-ion ont un très faible niveau d'auto-décharge. Une bonne batterie réalisable ne perdra que 5% de sa charge dans les 24 premières 24 heures après la charge et 2 de plus pour cent au cours du premier mois.

Ainsi, il n'est pas nécessaire de laisser un appareil avec une batterie lithium-ion connectée au chargeur jusqu'au dernier moment. Pour de meilleurs résultats et prolonger la durée de vie de la batterie, débranchez le chargeur lorsque la charge complète est affichée.

Les nouveaux appareils sur les batteries lithium-ion n'ont pas besoin de charger en continu avant la première utilisation (dans des appareils avec des piles à hydrure de nickel-cadmium et de nickel-métal, il est recommandé de charger de 8 à 24 heures). Les batteries lithium-ion sont les plus chargées lorsqu'elles montrent une charge de 100%. Il n'est pas nécessaire de charger étendu.

Tous les cycles de décharge n'affectent pas également l'état de la batterie. L'utilisation à long terme et intensive met en évidence la chaleur, une batterie de chargement sérieusement et une durée moins fréquente, des cycles de décharge plus fréquents au contraire imprimé la durée de vie de la batterie.

Vous pourriez penser que les cycles accrus de petites décharges / charge peuvent sérieusement réduire la durée de vie de l'alimentation. C'était naturel uniquement pour les technologies obsolètes, mais ne s'applique pas aux batteries de lithium-ion modernes.

Les spécifications de la batterie peuvent être trompeuses, car De nombreux fabricants considèrent le cycle de charge comme le temps nécessaire pour atteindre un niveau de charge de 100%. Par exemple, deux charges de 50 à 100% sont équivalentes à un cycle complet de charge. De même, trois cycles de 33% ou 5 cycles de 20% sont également équivalents à un cycle complet.

En bref, un grand nombre de cycles de décharge de charge mineurs ne réduit pas la quantité totale de cycles de charge complètes de la batterie au lithium.

Encore une fois, la chaleur et la charge élevée des décharges lourdes réduisent la ressource de la batterie. Ainsi, essayez de réduire au minimum le nombre de décharges profondes. N'autorisez pas le niveau de charge de charge de piles à zéro des valeurs (lorsque l'appareil est éteint). Au lieu de cela, considérons les 15 à 20% inférieurs de la charge de la batterie en tant que réserve d'urgence - uniquement pour les cas extrêmes. Habituez-vous à remplacer la batterie, s'il existe une telle opportunité ou de connecter le périphérique à une source d'alimentation externe avant que la batterie soit complètement déchargée.

Comme vous le savez, la décharge rapide et la charge rapide sont accompagnées d'excrétion de la chaleur excessive et affectent négativement la durée de vie de la batterie.

Si vous avez utilisé intensément le dispositif à des charges élevées, laissez la batterie refroidir à la température ambiante avant de vous connecter au chargeur. La batterie ne sera pas en mesure de faire chauffer une charge complète.

Pendant la charge de l'appareil, suivez la température de la batterie - elle ne devrait pas s'inquiéter beaucoup. La batterie chaude pendant la charge indique généralement un flux rapide de trop.

La recharge est très probablement avec des chargeurs non contrôlés bon marché utilisant des schémas de charge rapides ou avec un chargeur sans fil (inductif).

Un chargeur bon marché peut être un transformateur ordinaire avec un fil connecté à celui-ci. Un tel "charge muet" distribue simplement le courant et pratiquement ne prenant pratiquement pas les commentaires du périphérique chargé. La surchauffe et les surtensions sont très courantes lorsque vous utilisez des dispositifs de charge similaires, qui détruit lentement la batterie.

La charge "rapide" est conçue pour assurer une minute de charge de charge, plutôt que de charger longtemps. Il existe diverses approches de la technologie de charge rapide, et toutes ne sont pas compatibles avec les batteries lithium-ion. Si le chargeur et la batterie ne sont pas destinés à la collaboration, la charge rapide peut causer des surtensions et une surchauffe. De manière générale, il vaut mieux ne pas utiliser un chargeur de marque unique pour charger un appareil portable d'une autre marque.

Les chargeurs sans fil (inductif) utilisent une surface de charge spéciale pour récupérer la charge de la batterie. À première vue, c'est très pratique, mais le fait est que cette charge est isolée de la chaleur excessive, même en fonctionnement normal (certains poêles de cuisine que j'utilise le phénomène d'induction pour chauffer la casserole et la casserole).

Les piles au lithium connaissent non seulement un facteur négatif sous forme de chaleur, mais également passer de l'énergie tout en chargeant la technologie sans fil. Par nature, l'efficacité du chargeur inductif est toujours inférieure à l'analogue habituel. Ici, tout le monde est libre de choisir de manière indépendante, mais pour Fred a augmenté le chauffage et la moins efficacité est des facteurs suffisants pour la défaillance de ces dispositifs.

Dans tous les cas, l'approche la plus sûre implique l'utilisation d'un package fourni recommandé par le fabricant. C'est la seule façon garantie de conserver la température et la tension dans la plage normale.

S'il n'est pas possible d'utiliser le chargeur OEM, utilisez un dispositif de sortie basse pour réduire la probabilité d'endommager la batterie en raison du flux rapide de haute puissance.

L'une des sources de faible sortie est un port USB sur un ordinateur régulier. Le port USB 2.0 standard fournit un courant de 500 mA (0,5a) à un port et USB 3.0 donne 900 mΩ (0,9a) respectivement à un seul port. À titre de comparaison, certains chargeurs spéciaux peuvent produire 3000-4000MA (3-4a). Les faibles atouts des ports USB de l'affaire général garantissent une charge sûre avec un régime de température normal pour la plupart des batteries lithium-ion modernes.

Astuce 5: Si vous pouvez utiliser une batterie de rechange

Si votre appareil vous permet de remplacer rapidement la batterie, la présence d'une batterie de rechange est une excellente assurance. Cela augmente non seulement 2 fois le temps de l'appareil de l'appareil, mais élimine également la nécessité d'une décharge complète de la batterie ou de l'utilisation d'une charge rapide. Lorsque la charge de la batterie atteint beaucoup 15 à 20%, modifiez simplement la batterie de remplacement déchargée et obtenez instantanément une charge complète de l'appareil sans problèmes de surchauffe.

La batterie de rechange présente d'autres avantages. Par exemple, si vous vous trouvez dans une situation où la batterie installée a surchauffée (par exemple, en raison du fonctionnement intensive du dispositif ou du fait de la température ambiante élevée), vous pouvez changer la batterie chaude pour le refroidir plus rapidement et à la En même temps, continuez à utiliser l'appareil.

La présence de deux batteries élimine la nécessité d'utiliser une charge rapide - vous pouvez utiliser le périphérique en toute sécurité lorsque la batterie charge lentement d'une source d'alimentation sécurisée.

Erreurs fœtales Freda

Fred a suggéré qu'il pouvait endommager la batterie du smartphone pendant la route. Il a utilisé la fonction GPS dans le périphérique de navigation pendant une journée ensoleillée claire. Le smartphone pendant une longue période était au soleil dans le support dans la zone du tableau de bord de la voiture, la luminosité du smartphone a été allumée au maximum pour distinguer la carte parmi la lumière du soleil.

De plus, toutes les applications standard - Email, Messenger, etc. ont été lancés. L'appareil a utilisé le module 4G pour télécharger les pistes de musique et le module sans fil Bluetorth pour transférer le son sur le périphérique audio de la tête de la voiture. Certainement, le téléphone fonctionnait en mode de stress.

Pour que le téléphone soit en puissance, il a été connecté à l'adaptateur 12V acheté par les critères du prix le plus bas et la présence du connecteur correct.

La combinaison de la lumière directe du soleil, une charge élevée du processeur incluse sur la luminosité maximale de l'écran et la qualité douteuse de l'adaptateur, conduit à une surchauffe excessive du smartphone. Fred With Horror rappelle à quel point l'appareil était-il chaud lors de la sortie du support. Cette forte surchauffe est devenue le catalyseur de la mort de la batterie.

Apparemment, le problème a été aggravé la nuit lorsque Fred a quitté l'appareil connecté au réseau pendant une nuit avec un chargeur tiers, tout en ne contrôlant pas le moment de la charge de la batterie complète.

Avec son nouveau smartphone, Fred n'utilisera qu'un chargeur complexe et une batterie de rechange. Fred espère une longue et sûre période de fonctionnement des batteries et du téléphone qu'il accomplira avec l'aide des conseils énumérés.

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Décès de la batterie: Nous avons tous vu comment ça se passe. Dans les téléphones, les ordinateurs portables, les caméras et les véhicules électriques, le processus est douloureux et - si vous avez de la chance - lent. Au fil des ans, une batterie lithium-ion, qui a une fois intégrée vos appareils pendant plusieurs heures (et jours pairs!) Perd progressivement sa capacité à tenir la charge. À la fin, vous accepterez peut-être, Curse Steve Jobs, puis achetez une nouvelle batterie, puis le nouveau gadget.

Mais pourquoi cela se produit-il? Qu'est-ce qui se passe dans la batterie, qu'est-ce qui la fait écrire dans l'esprit? Une réponse courte est qu'en raison des dommages causés par la longue exposition à des températures élevées et à un grand nombre de cycles de charge et de décharge, le processus de déplacement des ions lithium entre les électrodes commencent à être perturbé.

Une réponse plus détaillée, qui nous conduira à travers la description des réactions chimiques indésirables, la corrosion, la menace de températures élevées et d'autres facteurs affectant les performances, commence par une explication de ce qui se passe dans les batteries au lithium-ion lorsque tout fonctionne bien.

Introduction aux batteries lithium-ion

Dans une batterie de lithium-ion classique, nous trouverons une cathode (ou une électrode négative), composée d'oxydes de lithium, tels que l'oxyde de lithium avec cobalt. Nous trouverons également une anode ou une électrode positive qui est généralement fabriquée à partir de graphite. Un séparateur poreux mince maintient deux électrodes les unes des autres pour empêcher le court-circuit. Et électrolyte en solvants organiques et à base de sels de lithium, qui permet aux ions lithium de se déplacer à l'intérieur de la cellule.

Pendant la charge, le courant électrique déplace des ions lithium de la cathode à l'anode. Pendant la décharge (en d'autres termes, lors de l'utilisation de la batterie), les ions se retournent sur la cathode.

Daniel Abraham, scientifique du laboratoire national d'Argon, les principales études scientifiques de la dégradation des éléments lithium-ion, comparé ce processus avec de l'eau dans le système hydroélectrique. Mouler de l'eau nécessite de l'énergie, mais il est très facile de couler. En fait, il fournit une énergie cinétique, déclare Abraham, de la même manière, l'oxyde de cobalt au lithium dans la cathode "ne veut pas donner son lithium". Comme monter de l'eau, l'énergie est nécessaire pour déplacer des atomes de lithium de l'oxyde et les déplacer vers l'anode.

Pendant la charge, les ions sont placés entre les feuilles de graphite qui font partie de l'anode. Mais, comme l'a dit Abraham, «ils ne veulent pas être là, avec la première occasion qu'ils revenaient», comment l'eau coule sur la pente. Ceci est une décharge. La batterie à vie longue résistera à plusieurs milliers de cycles de chargement de ce type.

Quand la batterie morte est vraiment morte?

Lorsque nous parlons de la batterie «morte», il est important de comprendre deux métriques de performance: énergie et puissance. Dans certains cas, la vitesse avec laquelle vous pouvez recevoir de l'énergie de la batterie est très importante. Ce pouvoir. Dans les véhicules électriques, une puissance élevée permet d'accélérer rapidement, ainsi que du freinage auquel la batterie doit obtenir une charge pendant quelques secondes.

Dans les téléphones cellulaires, d'autre part, une puissance élevée est moins importante que la capacité, ou la quantité d'énergie pouvant accueillir la batterie. Les batteries à char hautes fonctionnent plus longtemps d'une charge.

Au fil du temps, la batterie se dégrade de plusieurs manières pouvant également affecter la capacité et la puissance, tandis qu'à la fin, il ne sera tout simplement pas en mesure d'effectuer des fonctions de base.

Pensez-y à une autre analogie liée à l'eau: charger la batterie, comme remplissage du godet avec de l'eau sous le robinet. Le volume de godet est la capacité de la batterie ou du conteneur. La vitesse avec laquelle vous pouvez le remplir - transformer le robinet à la puissance totale ou à l'écoulement mince est le pouvoir. Mais le temps, les températures élevées, les cycles multiples et d'autres facteurs, forment finalement un trou dans le seau.

En analogie avec un segle fondue. Dans la batterie, les ions lithium sont nettoyés ou "liés", explique Abraham. En conséquence, ils sont privés de la capacité de se déplacer entre les électrodes. Par conséquent, après plusieurs mois, un téléphone portable qui a initialement demandé de charger une fois quelques jours, il est maintenant nécessaire de facturer chaque jour. Puis deux fois par jour. En fin de compte, trop d'ions lithium seront "liés", et la batterie ne conserve aucune charge utile. Seau arrêter de garder l'eau.

Quelles pauses et pourquoi

La partie active de la cathode (source d'ions lithium dans la batterie) a été développée avec une certaine structure nucléaire pour assurer la stabilité et la performance. Lorsque les ions se déplacent sur l'anode, puis retournèrent à la cathode à la cathode, je voudrais idéalement qu'ils revenaient à l'endroit précédent pour préserver la structure cristalline stable.

Le problème est que la structure cristalline peut varier avec chaque charge et décharge. Iona de l'appartement et ne rentre pas nécessairement à la maison, mais ils peuvent s'adapter à l'appartement B à côté. Ensuite, ion de l'appartement B trouve sa place engagée dans cette vigoureuse et, sans rejoindre la confrontation, décide de s'installer plus loin dans le couloir. Etc.

Peu à peu, ces "transitions de phase" dans la substance convertissent une cathode en une nouvelle structure cristalline du cristal avec d'autres propriétés électrochimiques. L'emplacement exact des atomes, fournissant à l'origine les performances nécessaires, les changements.

Dans les batteries de voitures hybrides, qui ne sont nécessaires que pour l'alimentation, lorsque le véhicule est accéléré ou ralentit, les notes d'Abraham, ces changements structurels se produisent beaucoup plus lentement que dans les véhicules électriques. Cela est dû au fait que, dans chaque cycle, seule une petite partie des ions lithium est déplacée dans le système. En conséquence, ils sont plus faciles à revenir à leurs positions d'origine.

Corrosion problématique

La dégradation peut également se produire dans d'autres parties de la batterie. Chaque électrode est reliée au collecteur de courant, qui est essentiellement un morceau de métal (généralement en cuivre pour l'anode, aluminium pour la cathode), qui collecte des électrons et les déplace vers la chaîne extérieure. Nous avons donc une argile d'un matériau aussi "actif", comme l'oxyde de cobalt au lithium (qui est une céramique et n'est pas un très bon conducteur), ainsi qu'un matériau de collage grossier appliqué à un morceau de métal.

Si le matériau de liaison est détruit, il conduit au "pelage" de la surface du collecteur de courant. Si le métal est prolongé, il ne peut pas déplacer efficacement les électrons.

La corrosion dans la batterie peut survenir à la suite de l'interaction des électrolytes et des électrodes. L'anode de graphite est "facile à toe", c'est-à-dire Il "donne" des électrons en électrolyte. Cela peut conduire à l'apparition de revêtement indésirable à la surface du graphite. La cathode, quant à elle, est très "oxydée", ce qui signifie qu'il accepte facilement des électrons d'électrolyte, ce qui peut dans certains cas, peut détruire le collecteur de courant d'aluminium ou former un revêtement sur les parties de cathode, explique Abraham.

Trop bon

Graphite - matériau largement utilisé pour la fabrication d'anodes - thermodynamiquement instable dans des électrolytes organiques. Cela signifie que avec le tout premier chargement de notre batterie, le graphite réagit avec l'électrolyte. Cela crée une couche poreuse (appelée interface d'électrolyte dur ou TEI), qui protège finalement l'anode des autres attaques. Cette réaction consomme également une petite quantité de lithium. Dans le monde idéal, cette réaction serait arrivée une fois pour créer une couche protectrice et cela se terminera.

En fait, cependant, le TEI est un défenseur très instable. Il protège le puits de graphite à la température ambiante, explique Abraham, mais à des températures élevées ou lorsque la charge de la batterie est réduite à zéro ("décharge profonde"), TEI peut se dissoudre partiellement en électrolyte. À des températures élevées, les électrolytes ont également tendance à décomposer et à accélérer négativement.

Lorsque des conditions favorables retournent, une autre couche protectrice sera formée, mais elle mangera une partie du lithium, ce qui entraînera les mêmes problèmes qu'un seau fabriqué sur des trous. Nous devons facturer notre téléphone portable plus souvent.

Nous avons donc besoin du TEI pour protéger l'anode de graphite et, dans ce cas, il peut y avoir de bonnes trop. Si la couche protectrice est trop épaissie, elle devient une barrière pour les ions lithium, à partir desquelles il est nécessaire de se déplacer librement d'avant en arrière. Cela affecte le pouvoir, qui souligne Abraham, est «extrêmement important» pour les véhicules électriques.

Créer les meilleures batteries

Alors, que peut-on faire pour prolonger la vie de nos batteries? Les chercheurs des laboratoires recherchent des additifs électrolytiques, qui fonctionnent comme des vitamines dans notre régime alimentaire, c'est-à-dire Les batteries fonctionnent mieux et vivent plus longtemps en réduisant les réactions nocives entre les électrodes et l'électrolyte, explique Abraham. De plus, ils recherchent de nouvelles structures de cristaux plus stables pour les électrodes, ainsi que des liants plus stardés et des électrolytes.

Pendant ce temps, les ingénieurs dans des sociétés produisant des piles et des voitures électriques fonctionnent sur des enceintes et des systèmes de contrôle thermique pour tenter de maintenir des batteries lithium-ion dans une plage de température constante et saine. En outre, comment les consommateurs, il reste à éviter des températures extrêmes et une décharge profonde et continuer à groger à travers les batteries qu'il semble toujours mourir trop rapidement.

Les batteries du marché au lithium-ion grand public (Li-ion) sont énormes - environ 10 milliards de dollars, bien qu'il soit assez stable, le taux de croissance n'est que de 2% par an. Et qu'en est-il des voitures électriques, vous demandez? En effet, dans les années à venir, en raison du développement de véhicules électriques, le taux de croissance annuelle des batteries lithium-ion est prédit à 10%. Étonnamment, la plus grande zone de croissance du marché des batteries Li-ion est toujours «tout le reste», allant des téléphones mobiles et se terminant par des chariots élévateurs.

"Autres" applications pour les batteries lithium-ion, en règle générale, ont un trait courant - ce sont des dispositifs alimentés par des piles au plomb-acide scellées (ENG. Acide de plomb scellé (SLA)). Au cours des 200 dernières années, les piles au plomb ont pris une position de leader sur le marché de l'électronique, mais elles ont été encombrées de batteries lithium-ion du marché depuis plusieurs années. Depuis dans de nombreux cas, les batteries lithium-ion ont commencé à remplacer les piles au plomb-acide (piles), il convient de comparer ces deux types d'entraînements d'énergie, mettant l'accent sur les principales caractéristiques techniques et la faisabilité économique de l'utilisation de Li-ion au lieu de dispositifs SLA traditionnels.

L'histoire de l'utilisation de piles

La batterie au plomb-acide est la première batterie rechargeable conçue pour une utilisation commerciale dans les années 1850. Malgré l'âge assez décent dans plus de 150 ans, ils sont toujours activement utilisés dans les appareils modernes. De plus, ils sont activement utilisés dans des applications, où il semblerait, il est possible de faire avec les technologies modernes. Certains dispositifs communs sont très activement utilisés par le SCB, tels que des alimentations ininterrompues (UPS), des golfs ou des chariots élévateurs. Étonnamment, le marché des accumulateurs d'acide principal est toujours en croissance pour certaines niches et projets.

La première innovation plutôt tangible dans la technologie de plomb-acide est venue dans les années 1970, lors de la scellée SCBS ou des JSC non maintenus ont été inventées. Cette mise à niveau consistait dans l'apparition de vannes spéciales pour les gaz lors de la charge / des piles déchargées. De plus, l'utilisation d'un séparateur humidifié permettait de faire fonctionner la batterie dans la position inclinée sans électrolyte.

SKB, ou anglais. La SLA est souvent classée par type ou application. Actuellement, deux types sont les plus courants: un gel, également appelé batterie au plomb-acide avec une vanne réglable (VRLA) et un tapis en verre absorbant (Mat en verre absorbant AGM). Les piles AGM sont utilisées pour les petits hauts, l'éclairage de secours et le fauteuil roulant, tandis que VRLA est destiné aux applications de format plus grandes, telles que la puissance de sauvegarde pour les mâts de retransmission cellulaire, les centres Internet et les chariots élévateurs. Les piles au plomb peuvent également être classées selon les caractéristiques suivantes: Automobile (démarreur ou SLI - lancement, éclairage, allumage); traction (pulsion ou cycle profond); Stationnaire (sources de puissance ininterrompue). L'inconvénient principal de la SLA dans toutes ces applications est le cycle de vie - s'ils sont déchargés à plusieurs reprises, ils sont gravement endommagés.

Étonnamment, les accumulateurs d'acide en plomb étaient des chefs de marché incontestés de batteries au cours de nombreuses décennies, jusqu'à l'apparition de batteries lithium-ion dans les années 1980. La batterie lithium-ion est une cellule rechargeable dans laquelle les ions lithium se déplacent de l'électrode négative au positif pendant la décharge, et inversement pendant la charge. Les batteries lithium-ion utilisent des composés de lithium intercalés, mais ne contiennent pas de lithium métallique, qui est utilisé dans des piles jetables.

La batterie lithium-ion a été la première dans les années 1970. Dans les années 1980, la première version commerciale de l'oxyde de cobalt a été libérée sur le marché. Ce type d'appareils a eu beaucoup plus de possibilités de poids et de capacité, par rapport aux systèmes à base de nickel. De nouvelles batteries lithium-ion ont contribué à la croissance énorme du marché des téléphones mobiles et des ordinateurs portables. Initialement, en raison des raisons de sécurité, des options plus sûres ont été introduites, qui comprenaient des additifs de nickel et de manganèse dans les matériaux de cathode d'oxyde de cobalt, en plus de l'innovation dans la construction de cellules.

Les premiers éléments lithium-ion présentés sur le marché étaient dans des banques d'aluminium ou d'acier rigides, et, en règle générale, plusieurs facteurs de forme de formes cylindriques ou prismatiques (forme de briques). Toutefois, avec l'expansion du spectre de l'application de la technologie lithium-ion, leurs dimensions globales ont commencé à changer.

Par exemple, des versions moins chères de la technologie plus ancienne sont utilisées dans les ordinateurs portables et les téléphones portables. Les éléments modernes de polymère lithium mince sont utilisés dans les smartphones, les tablettes et les appareils portables. Actuellement, les batteries lithium-ion sont utilisées dans des outils électriques, des vélos électriques et d'autres appareils. Une telle variation préfère le remplacement complet des dispositifs de plomb-acide dans toutes les nouvelles et nouvelles applications visant à améliorer les paramètres globaux et puissants.

Particularités chimiques

Les bases fondamentales des processus chimiques dans les cellules sont fixées à des dispositifs de plomb-acide et lithium-ion certaines propriétés et de degrés de fonctionnalité divers. Vous trouverez ci-dessous quelques avantages des batteries d'acide plomb, ce qui en fait le courant dominant pendant des décennies et des inconvénients qui conduisent désormais à son remplacement, ainsi que des aspects similaires pour les dispositifs lithium-ion.

Batterie enfant-acide

• SKB est simple, fiable et peu coûteux. Il peut être utilisé dans une large gamme de températures.
• Les batteries doivent être stockées dans un état de chargement constamment chargé (SOC) et ils ne sont pas nécessaires à une charge rapide.
• SKB a beaucoup de poids. Leur densité d'énergie gravimétrique est très petite.
• Le cycle de vie est généralement de 200 à 300 décharges / charges, ce qui est très petit.
• La courbe de charge / décharge vous permet de mesurer SOC avec une commande de tension simple.

Batterie aux ions lithium

• Avoir la densité d'énergie maximale en taille et en poids.
• Le cycle de vie est généralement de 300 à 500, mais peut être mesuré par milliers de cellules phosphates au lithium;
• Très petite plage de température de fonctionnement;
• Des tailles différentes de cellules, de formes et d'autres caractéristiques sont disponibles;
• Pas besoin de maintenance. Le niveau d'auto-décharge est très petit.
• Schémas de sécurité opérationnels requis. Algorithme de charge complexe.
• Les mesures de SOC ne nécessitent pas de solutions faciles en raison de la non-linéarité de la courbe de tension.

Électronique

Il est important de comprendre la distinction entre la batterie et la batterie. Cellule - L'élément composant principal de l'emballage. De plus, le paquet comprend également des appareils électroniques, connecteurs et logements. La figure ci-dessus montre des exemples de ces appareils. La batterie lithium-ion doit avoir, au minimum, implémentées par la protection et le contrôle de la cellule, ainsi que le chargeur et le système de mesure de la tension sont beaucoup plus compliqués que chez les dispositifs de plomb-acide.

Lorsque vous utilisez des batteries de lithium-ion et d'acide de plomb, les principales différences de l'électronique seront les suivantes:

Mise en charge

Charger la batterie au plomb est assez simple si certains seuils de tension sont remplis. Dans les batteries lithium-ion, utilisez un algorithme plus complexe, à l'exception des packages à base de phosphate de fer. Le procédé de charge standard pour de tels périphériques est la méthode de tension directe / tension constante (CC / CV). Il comprend un processus de chargement en deux étapes. À la première étape, il y a une charge avec un courant constant. Il dure jusqu'à ce que la cellule n'atteigne pas un certain seuil, après quoi la tension reste constante et le courant diminue en fonction de la loi exponentielle jusqu'à ce que la valeur de coupe atteigne.

Compte de charge et communications

Comme mentionné précédemment, la charge SCB peut être mesurée par un moyen simple de mesurer la tension. Lorsque vous utilisez des batteries lithium-ion, le contrôle du niveau des charges des cellules est nécessaire, pour lequel la mise en oeuvre d'algorithmes complexes et de cycles de formation est nécessaire.

I 2 C est le protocole de communication le plus courant et le plus économique utilisé dans les batteries lithium-ion, mais il présente des limitations en matière d'immunité de bruit, d'intégrité du signal à distance et à une bande passante totale. SMBUS (pneu de gestion du système), dérivé de I 2 C, est très courant dans des batteries plus petites, mais n'a actuellement aucun support efficace pour des paquets puissants ou plus grands. Peut parfaitement adapté aux environnements de bruit élevés ou lorsque des courses à long terme sont nécessaires, par exemple dans de nombreuses applications SCB, mais cela coûte assez cher.

Remplacements directs

Il convient de souligner qu'il existe maintenant plusieurs formats standard de batteries d'acide plomb. Par exemple, U1, le facteur de forme standard utilisé dans les applications d'alimentation de secours d'équipement médical. La batterie au lithium-phosphate-phosphate s'est avérée être un remplacement assez décent de l'acide de plomb. Le phosphate de fer a un cycle de vie merveilleux, une bonne conductivité de la charge, une sécurité améliorée et une faible impédance. La tension de piles au lithium-phosphate est également bien coordonnée avec des tensions d'acide plomb (12 V et 24 V), ce qui permet aux mêmes chargeurs d'utiliser les mêmes chargeurs. Les logiciels pour la maintenance et le contrôle des piles comprennent des fonctions intelligentes, telles que le chargement, le compteur de cycles de charge / décharge.

Les piles au lithium-fer-phosphate conservent une capacité de stockage à 100%, contrairement aux batteries SCB, qui perdent une capacité de stockage pendant plusieurs mois de stockage. La figure ci-dessus compare deux produits et types de réalisations obtenus lors de la mise sous tension de SKB en Li-ion.

conclusions

Très peu, il y a des batteries capables de maintenir autant d'énergie que de l'acide plomb, ce qui rend ce type de piles rentables pour de nombreux appareils puissants. La technologie lithium-ion diminue constamment dans le prix, ainsi que l'amélioration constante de leurs structures chimiques et de leurs systèmes de sécurité en font un concurrent digne de la technologie de plomb-acide. Les dispositifs de leur utilisation peuvent être les plus différents, à partir de périphériques de puissance ininterrompue, aux véhicules électriques et à drones.

Aujourd'hui, pour mobile, appareils ménagers, des outils sont utilisés par des piles spéciales. Ils diffèrent dans les caractéristiques opérationnelles. Pour que la batterie fonctionne depuis longtemps, sans échec, vous devez prendre en compte les exigences des fabricants des produits présentés.

L'une des espèces les plus populaires aujourd'hui est des batteries Li-ion. Comment charger ce type de piles, ainsi que les caractéristiques de son fonctionnement, envisagez en détail avant d'utiliser l'appareil.

caractéristiques générales

L'un des types de batteries les plus courants aujourd'hui est le type Li-ion. Ces appareils diffèrent relativement peu coûteux. Dans le même temps, ils sont sans relâche dans les conditions de fonctionnement. Dans ce cas, l'utilisateur découle rarement la question de savoir comment charger correctement la batterie de Li-ion 18650 cylindrique ou autre variété.

Le plus souvent, les batteries présentées sont installées dans des smartphones, des ordinateurs portables, des comprimés et d'autres appareils similaires. Les piles présentées sont caractérisées par une durabilité et une fiabilité. Ils n'ont pas peur de la décharge complète.

L'une des principales caractéristiques des produits présentés est le manque d'un "effet de mémoire". Ces batteries peuvent être facturées presque à tout moment commode. L'effet de mémoire "se produit avec la décharge incomplète de la batterie. Si une petite quantité de charge y est restée, le temps de la capacité de la batterie tombera. Cela conduira à une alimentation électrique insuffisamment à long terme. Dans les batteries lithium-ion, l'effet de mémoire est minimisé.

Conception

La conception de la batterie de type lithium-ion dépend du type de dispositif pour lequel il est destiné. Pour un téléphone portable, une batterie est utilisée, appelée «banque». Il a une forme rectangulaire et comprend un élément structurel. Sa tension nominale est de 3,7 V.

Un design complètement différent a une batterie présentée pour un ordinateur portable. Des éléments de batterie séparés peuvent être plusieurs (2-12 morceaux). Chacun d'entre eux a une forme cylindrique. Ce sont des batteries Li-Ion 18650. Comment les charger correctement, le fabricant de l'équipement indique en détail. Cette conception a un contrôleur spécial dans sa composition. Cela ressemble à une puce. Le contrôleur contrôle la procédure de charge, ne permet pas de dépasser la capacité de la batterie nominale.

Dans les piles modernes pour tablettes, les smartphones fournissent également une fonction de contrôle de charge. Cela prolonge de manière significative la vie de la batterie. Il est protégé de divers facteurs défavorables.

Caractéristiques de la charge

Considérant comment charger les batteries Li-ion du téléphone, des ordinateurs portables et d'autres techniques, vous devez faire attention aux fonctionnalités du périphérique présenté. Il convient de dire que les batteries au lithium-ion ne tolèrent pas la décharge et le rechargement profond. Ceci contrôle un périphérique spécial ajouté à la conception (contrôleur).

Idéalement, maintenez la charge du type de batterie à un niveau de 20 à 80% de la capacité totale. Cela suit le contrôleur. Toutefois, les experts ne sont pas recommandés de laisser le périphérique connecté pour charger constamment. Cela réduit considérablement la durée de vie de la batterie. Le contrôleur agit dans ce cas par charge constante. Au fil du temps, sa fonctionnalité due à cela peut diminuer.

Dans ce cas, le contrôleur ne permettra pas non plus une décharge profonde. Il désactive juste la batterie à un moment donné. Cette fonction de protection est extrêmement nécessaire. Sinon, l'utilisateur pourrait recharger accidentellement ou décharger trop de batterie. En outre, dans les accumulateurs de l'échantillon moderne, il existe une protection de haute qualité contre la surchauffe.

Principe de la batterie

Pour comprendre comment charger correctement la batterie Li-ion (nouvelle ou utilisée), il est nécessaire de considérer le principe de son travail. Cela permettra d'estimer la nécessité de contrôler le niveau de décharge et de charge de l'appareil.

Les ions lithium dans la batterie présentés se déplacent d'une électrode à une autre. Dans ce cas, un courant électrique apparaît. Les électrodes peuvent être fabriquées à partir de différents matériaux. Cet indicateur dans une moindre mesure affecte les caractéristiques opérationnelles de l'appareil.

Les ions lithium poussent sur la grille de cristal des électrodes. Ce dernier, à son tour, change de volume et de composition. Lorsque la batterie est chargée ou déchargée, sur l'une des électrodes des ions devient plus grande. Plus la charge est élevée sur les éléments métalliques de la structure, que le lithium a, plus la durée de vie du dispositif sera plus courte. Par conséquent, il est préférable d'empêcher un pourcentage élevé de sédiment ions sur une ou plusieurs électrodes.

Options de chargement

Avant d'utiliser la batterie, vous devez déterminer comment charger correctement la batterie Li-ion du smartphone, de la tablette et d'autres techniques. Pour cela, il y a plusieurs façons.

L'une des solutions les plus correctes sera l'utilisation d'un chargeur. Il fournit chaque fabricant complet avec la technologie électronique.

La deuxième option consiste à charger la batterie de l'ordinateur stationnaire connecté au réseau domestique. Cela utilise un câble USB. Dans ce cas, la procédure de charge sera plus longue que lors de l'utilisation de la première méthode.

Vous pouvez effectuer cette procédure à l'aide d'un briquet de cigarette dans la voiture. Un autre moyen moins populaire est de charger une batterie lithium-ion à l'aide d'un appareil universel. Il s'appelle également une "grenouille". Le plus souvent, de tels dispositifs sont utilisés pour recharger les piles des smartphones. Les contacts de cet appareil peuvent être ajustés en largeur.

Charger une nouvelle batterie

La nouvelle batterie doit être mise en service correctement. Pour cela, le téléphone, la tablette ou tout autre équipement doit être complètement déchargé. Seulement lorsque l'appareil s'éteint, il peut être connecté au réseau. Le contrôleur ne permettra pas trop de décharger la batterie. C'est lui qui éteint l'appareil lorsque la batterie perd le conteneur à un niveau spécifié.

Ensuite, vous devez connecter l'ingénierie électrique au réseau à l'aide du chargeur standard. La procédure est effectuée jusqu'à ce que le témoin s'allume avec une lumière verte. Vous pouvez laisser l'appareil en ligne pendant une autre quelques heures. Une telle procédure est effectuée plusieurs fois. Dans le même temps, déchargez-vous spécialement le téléphone, la tablette ou l'ordinateur portable n'est pas nécessaire.

Charge normale

Sachant comment charger correctement les batteries Li-Ion, vous pouvez étendre de manière significative la durée de vie de la batterie. Des experts sont recommandés pour effectuer la procédure correcte de ce processus pour une nouvelle batterie. Après cela, il n'est pas souhaitable de décharger complètement la batterie. Lorsque l'indicateur indique que la capacité de la batterie a une charge de seulement 14-15%, elle doit être connectée au réseau.

Il n'est également pas recommandé d'utiliser d'autres périphériques pour remplir la capacité de la batterie, à l'exception de l'un. Il a les indicateurs de courant les plus acceptables autorisés à un modèle de batterie spécifique. D'autres options ne peuvent être utilisées qu'en cas d'urgence.

Étalonnage

Il y a une autre nuance que vous devez apprendre en étudiant la question de savoir comment charger correctement les batteries li-ion. Les experts recommandent périodiquement pour calibrer cet appareil. Il est tenu tous les trois mois.

Premièrement, en mode normal, vous devez décharger l'ingénieur électrique jusqu'à ce qu'il soit éteint. Ensuite, il est connecté au réseau. La charge continue jusqu'à ce que l'indicateur tourne pour brûler avec vert (batterie chargée de 100%). Cette procédure doit être effectuée pour le bon fonctionnement du contrôleur.

Lors de la réalisation de telles procédures, la carte de circuit de la batterie détermine le cadre limitant de la charge et de la décharge. Ceci est nécessaire pour assurer le fonctionnement normal du contrôleur, évite les échecs. Cela utilise un chargeur régulier fourni avec un fabricant complet avec un téléphone, une tablette ou un ordinateur portable.

Stockage

Pour que la batterie fonctionne aussi longtemps que possible et efficace, il est également nécessaire de considérer la question de savoir comment charger la batterie Li-ion de stockage. Dans certains cas, il peut y avoir une situation dans laquelle le dispositif de nourriture n'est pas temporairement utilisé. Dans ce cas, il doit être correctement préparé pour le stockage.

La batterie est chargée à 50%. Dans un tel état, il peut être stocké assez longtemps. Cependant, la température ambiante doit être d'environ 15 ºС. S'il augmente, la vitesse de perte de la batterie de sa capacité augmentera.

Si la batterie doit être stockée pendant une longue période, elle devrait être complètement déchargée une fois par mois et une charge. La batterie gagne 100% de son réservoir donné. L'appareil est ensuite déchargé et chargé jusqu'à 50%. Avec une conduite régulière d'une telle procédure, vous pouvez stocker la batterie pendant très longtemps. Après cela, il conviendra parfaitement à l'opération.

Après avoir réfléchi correctement à charger des batteries Li-ion, vous pouvez prolonger de manière significative la durée de vie de la batterie de ce type.

Opération, charge, avantages et inconvénients de batteries au lithium

Beaucoup utilisent aujourd'hui des appareils électroniques dans leur vie quotidienne. Téléphones portables, tablettes, ordinateurs portables ... Tout le monde sait ce que c'est. Mais peu savent que l'élément clé de ces dispositifs est une batterie au lithium. Ce type de batterie est équipé de presque tous les appareils mobiles. Aujourd'hui, nous parlerons de batteries au lithium. Ces batailles et la technologie de leur production se développent constamment. Une mise à jour de la technologie importante se produit une fois en 1─2. Nous examinerons le principe général de travailler dans des batteries au lithium et des variétés seront consacrées à des matériaux individuels. Ci-dessous sera considéré comme l'historique de l'occurrence, de l'exploitation, du stockage, des avantages et des inconvénients des batteries au lithium.

Des études dans cette direction ont été réalisées au début du 20ème siècle. Les "premiers hirondelles" de la famille des batteries au lithium sont apparus au début des années soixante-dix du siècle dernier. L'anode de ces batteries a été faite de lithium. Ils deviennent rapidement de la demande en raison du fait qu'ils avaient une énergie spécifique élevée. En raison de la présence de lithium, un agent réducteur très actif, les développeurs ont réussi à augmenter considérablement la tension nominale et l'énergie spécifique de l'élément. Le développement, les tests ultérieurs et la technologie de finition "à l'esprit" ont pris environ deux décennies.

Pendant ce temps, il y avait principalement des problèmes liés à la sécurité de l'utilisation de batteries de lithium, de sélection de matériaux, etc. Les éléments lithium secondaires à électrolytes taréféraux et à un type avec une cathode solide sont similaires aux procédés électrochimiques qui se produisent. En particulier, la dissolution anodique du lithium est sur l'électrode moins. Dans le réseau cristallin de l'électrode plus, l'introduction du lithium. Lorsque l'élément de batterie est chargé, les processus sur les électrodes vont dans la direction opposée.

Les matériaux pour l'électrode d'avantage développé assez rapidement. La principale exigence pour eux était d'avoir des processus réversibles.

Nous parlons d'extraction anodique et d'introduction de la cathode. Ces processus sont également appelés intercalinage de la déintérérance anodique et de la cathode. Les chercheurs ont connu divers matériaux comme cathode.

L'exigence était qu'il n'ya eu aucun changement de cyclisme. En particulier, de tels matériaux ont été étudiés comme suit:

• TIS2 (Titan Disulfure);
• NB (SE) N (séléniure de niobium);
• sulfures et conseillère de Vanadium;
• sulfures de cuivre et de fer.

Tous les matériaux énumérés ont une structure en couches. Études menées avec des compositions plus complexes. Pour cela, les additifs de certains métaux en petites quantités ont été utilisés. C'étaient des éléments ayant plus de cations de rayon que Li.

Des spécificités élevées de la cathode ont été obtenues sur des oxydes métalliques. Différents oxydes de travail réversible, qui dépend du degré de distorsion du réseau cristallin du matériau d'oxyde, lorsque des cations de lithium sont en cours d'introduction. La conductivité électronique de la cathode a également été prise en compte. La tâche consistait à assurer des changements dans le volume de la cathode au maximum 20%. Selon des études, les oxydes de vanadium et de molybdène ont montré les meilleurs résultats.

Les principales difficultés sont apparues avec l'anode lors de la création de piles au lithium. Plus précisément dans le processus de charge, lorsque le déposition de la cathode Li se produit. Dans le même temps, une surface avec une très haute activité est formée. Le lithium est déposé sur la surface de la cathode sous forme de dendrites et le film passif résultant est formé.

Il s'avère que ce film enveloppe des particules de lithium et empêche leur contact avec la base. Ce processus s'appelle l'encapsulation et conduit au fait qu'après chargement de la batterie, une certaine partie du lithium est exclue des processus électrochimiques.

En conséquence, après un certain nombre de cycles, les électrodes ont été portées et la stabilité de la température des procédés à l'intérieur de la batterie au lithium était cassée.

À un moment donné, l'élément a été réchauffé jusqu'au point de fusion Li et la réaction passée dans la phase incontrôlée. Donc, au début des années 90, de nombreuses batures au lithium ont été retournées dans des entreprises de sociétés engagées dans leur émission. Celles-ci étaient l'une des premières batteries qui ont commencé à être appliquées dans des téléphones mobiles. Au moment de la conversation (le courant atteint la valeur maximale), l'éjection de flamme a eu lieu sur le téléphone à partir de ces piles. Il y avait beaucoup de cas lorsque l'utilisateur a été combattu. La formation de dendrites lors du dépôt de lithium, en plus du danger d'incendie et de l'explosion, peut conduire à un court-circuit.

Par conséquent, les chercheurs ont passé beaucoup de temps et de forces pour développer la méthode de traitement de la surface de la cathode. Les moyens d'introduire des additifs d'électrolyte empêchant la formation de Dendrites sont développés. Dans cette direction, les scientifiques ont réussi à réussir, mais le problème n'est complètement pas résolu jusqu'à présent. Ces problèmes utilisant le lithium métallique ont essayé de résoudre une autre méthode.

Ainsi, l'électrode négative a commencé à produire d'alliages de lithium et non de LI pur. Le plus réussi était l'alliage de lithium et d'aluminium. Lorsque le processus de décharge va, le lithium lithium est gravé dans l'électrode à partir d'un tel alliage et lors de la charge, au contraire. C'est-à-dire que dans le processus de décharge de charge du cycle change la concentration de LI dans l'alliage. Bien entendu, une perte d'activité au lithium dans l'alliage par rapport au métal Li s'est produite.

Le potentiel de l'alliage a diminué quelque part de 0,2─0,4 volts. La tension de travail de la batterie au lithium a diminué et en même temps, l'interaction de l'électrolyte et de l'alliage a diminué. Il est devenu un facteur positif, car l'auto-décharge a diminué. Mais l'alliage de lithium et d'aluminium n'était pas répandu. Le problème ici était que lorsque le cyclisme a fortement changé le volume spécifique de cet alliage. Lorsqu'une décharge profonde est arrivée, l'électrode était embrassée et effondrée. En raison de la réduction des caractéristiques spécifiques de l'alliage de recherche dans cette direction ont été interrompues. D'autres alliages ont été étudiés.

Comme les études ont montré, l'alliage LI est le mieux adapté aux métaux lourds. Un exemple d'alliage de bois peut être un exemple. Ils se sont bien montrés en termes de préservation de volume spécifique, mais les caractéristiques spécifiques étaient insuffisantes pour une utilisation dans les batteries au lithium.

En conséquence, du fait que le lithium métallique est instable, les études ont commencé à mener dans une autre direction. Il a été décidé d'exclure des composants de la batterie du lithium sous sa forme pure et utilisez ses ions. C'est ainsi que des batteries lithium-ion (Li-ion) sont apparues.

La densité énergétique du lithium-ion ACB est inférieure à celle du lithium. Mais la sécurité et la commodité de fonctionnement sont nettement plus élevées. Vous pouvez en savoir plus sur le lien spécifié.

Opération et service de service

Exploitation

Les règles de fonctionnement seront discutées sur l'exemple de batteries de lithium communes utilisées dans des appareils mobiles (téléphones, tablettes, ordinateurs portables). Dans la plupart des cas, de telles piles protègent le contrôleur intégré. Mais l'utilisateur est utile de connaître les éléments de base sur l'appareil, les paramètres et le fonctionnement de la batterie au lithium.

Pour commencer, rappelez-vous que la batterie au lithium doit avoir une tension de 2,7 à 4,2 volts. La valeur inférieure ici parle du niveau minimum de charge, le sommet concerne le maximum. Dans les piles Li modernes, les électrodes sont effectuées à partir de graphite et dans leur cas, la limite inférieure de la tension est de 3 volts (2,7 est une valeur pour les électrodes de coke). L'énergie électrique que la batterie donne lorsque la tension tombe de la limite supérieure au fond est appelée sa capacité.

Pour prolonger la durée de vie des batteries au lithium. Les fabricants limitent légèrement la plage de tension. Souvent, il est 3,3─4,1 volts. À mesure que la pratique montre, la durée de vie maximale de la batterie au lithium est atteinte à un niveau de charge de 45%. Si la batterie est en charge ou en décharge pour charger, la durée de vie du service est réduite. Il est généralement recommandé de mettre une charge de la batterie au lithium à 15 \u003d20%. Et il est nécessaire d'arrêter de charger immédiatement après avoir atteint 100% du réservoir.

Mais, comme déjà mentionné, la batterie enregistre son contrôleur de recharger et de décharge profonde. Cette carte de contrôle avec le microcircuit est disponible sur presque toutes les batteries de lithium. Dans divers appareils électroniques de consommation (comprimé, smartphone, ordinateur portable), le fonctionnement du contrôleur intégré à la batterie est toujours complété par un microcircuit qui est disparu sur l'appareil lui-même.

En général, le fonctionnement correct des batteries au lithium est assuré par leur contrôleur. De l'utilisateur n'a principalement pas demandé de ne pas stocker dans ce processus et de ne pas s'engager en amateur.

Durée de vie

La durée de vie des batteries au lithium est d'environ 500 cycles. Cette valeur est vraie pour la plupart des batteries modernes au lithium-ion et au lithium polymère. À fois, la durée de vie peut être différente. Cela dépend de l'intensité de l'utilisation du périphérique mobile. Avec une utilisation constante, la charge d'applications à forte intensité de ressources (vidéo, jeux) La batterie peut épuiser sa limite pour l'année. Mais en moyenne, la durée de vie des batteries au lithium est de 3 ° 4 ans.

Processus de charge

Immédiatement, il convient de noter que pour le fonctionnement normal de la batterie, vous devez utiliser un chargeur régulier fourni avec un ensemble avec un gadget. Dans la plupart des cas, il s'agit d'une source de courant continu avec une tension de 5 volts. Les frais complets pour le téléphone ou la tablette donnent généralement un courant sur 0,5─1 * C (capacité de la batterie C - nominée).
Le chargeur de batterie de lithium standard est considéré comme suit. Ce mode est utilisé dans les contrôleurs Sony et assure une exhaustivité maximale de la charge. Sur la figure ci-dessous, ce processus est représenté sous forme graphique.

Le processus comprend trois étapes:

• la durée de la première étape est d'environ une heure. Dans le même temps, le courant de charge est maintenu à un niveau constant jusqu'à ce que la tension de la batterie atteigne 4,2 volts. À la fin, le degré de charge est de 70%;
• la deuxième étape dépasse également environ une heure. À ce stade, le contrôleur prend en charge une tension constante de 4,2 volts et le courant de charge diminue. Lorsque le courant coule à environ 0,2 * C, la phase finale est lancée. À la fin, le degré de charge est de 90%;
• À la troisième étape, le courant est constamment réduit à une tension de 4,2 volts. En principe, cette étape répète la deuxième étape, mais a une limite de temps stricte d'une heure. Après cela, le contrôleur éteint la batterie du chargeur. À la fin, le degré de charge est de 100%.

Les contrôleurs capables de fournir de telles statistiques sont assez chers. Ceci est reflété dans le coût de la batterie. Afin de réduire le coût, de nombreux fabricants sont installés dans des contrôleurs de batteries avec un système de charge simplifié. Souvent, cela ne fait que la première étape. La charge est interrompue lorsque la tension est de 4,2 volts. Mais dans ce cas, la batterie au lithium n'est chargée que de 70% du réservoir. Si la batterie au lithium de votre appareil est chargée de 3 heures et de moins, alors il a probablement un contrôleur simplifié.

Il convient de noter un autre nombre de moments. Périodiquement (une fois en 23 mois), effectuez la décharge complète de la batterie (afin que le téléphone soit éteint). Ensuite, une charge complète est effectuée jusqu'à 100%. Après cela, prenez la batterie pendant 1 32 minutes, insérez et allumez le téléphone. Le niveau de charge sera inférieur à 100%. Chargez complètement et faites-le plusieurs fois jusqu'à ce que la batterie soit affichée lors de l'insertion de la batterie.

N'oubliez pas que via un ordinateur portable de connecteur USB, un bureau, un adaptateur de la cigarette dans la charge de la voiture est beaucoup plus lent que de la mémoire standard. Ceci est expliqué par l'interface USB USB dans 500 mA.

N'oubliez pas non plus que dans le froid et à la pression atmosphérique basse, les batteries de lithium perdent une partie de leur capacité. À des températures négatives, ce type de piles devient inutilisable.