Batteri er den viktigste elektronikken i maskinvaren din. Men hvordan sikre at du velger det tilpassede litiumionbatteriet som passer for maskinvaren din?
Denne artikkelen inneholder to deler for å demonstrere spørsmålet. Del 1 diskuterer viktige hensyn når du velger riktig batteri for en forbrukerapplikasjon. Disse inkluderer oppladbarhet, energitetthet, krafttetthet, holdbarhet, sikkerhet, formfaktor, kostnad og fleksibilitet. Del 2 vil se på hvordan kjemi påvirker viktige batterimålinger, og derfor batterivalg for din applikasjon. I del 3 skal vi se på vanlige sekundære batterikjemier.
NOEN VIKTIGE HENSYN VED BATTERIVALG ER:
1. Primær vs. sekundær – Et av de første valgene i batterivalg er å bestemme om applikasjonen krever primære (engangsbruk) eller sekundære (oppladbare) batterier. For det meste er dette en enkel avgjørelse for designeren. Applikasjoner med sporadisk periodisk bruk (som en røykvarsler, et leketøy eller en lommelykt), og engangsapplikasjoner der lading blir upraktisk, garanterer bruk av et primærbatteri. Høreapparater, klokker (smartklokker er et unntak), gratulasjonskort og pacemakere er gode eksempler. Hvis batteriet skal brukes kontinuerlig og over lengre tid, for eksempel i en bærbar PC, en mobiltelefon eller en smartklokke, er et oppladbart batteri mer egnet.
Primærbatterier har en mye lavere selvutladningshastighet - en attraktiv funksjon når lading ikke er mulig eller praktisk før første gangs bruk. Sekundære batterier har en tendens til å miste energi i en høyere hastighet. Dette er mindre viktig i de fleste applikasjoner på grunn av muligheten til å lade.
2. Energi vs. kraft - Et batteris driftstid er diktert av batterikapasiteten uttrykt i mAh eller Ah og er utladningsstrømmen som et batteri kan gi over tid.
Når man sammenligner batterier med forskjellig kjemi, er det nyttig å se på energiinnholdet. For å få energiinnholdet til et batteri, multipliser batterikapasiteten i Ah med spenningen for å få energi i Wh. For eksempel kan et nikkel-metallhydridbatteri med 1,2 V og et litiumionbatteri med 3,2 V ha samme kapasitet, men den høyere spenningen til litiumionet vil øke energien.
Den åpne kretsspenningen brukes ofte i energiberegninger (dvs. batterispenning når den ikke er koblet til en last). Imidlertid er både kapasiteten og energien sterkt avhengig av dreneringshastigheten. Teoretisk kapasitet er kun diktert av aktive elektrodematerialer (kjemi) og aktiv masse. Likevel oppnår praktiske batterier bare en brøkdel av de teoretiske tallene på grunn av tilstedeværelsen av inaktive materialer og kinetiske begrensninger, som forhindrer full bruk av aktive materialer og oppbygging av utladningsprodukter på elektrodene.
Batteriprodusenter spesifiserer ofte kapasitet ved en gitt utladningshastighet, temperatur og grensespenning. Den angitte kapasiteten vil avhenge av alle tre faktorene. Når du sammenligner produsentens kapasitetsvurderinger, sørg for at du ser spesielt på dreneringshastigheter. Et batteri som ser ut til å ha høy kapasitet på et spesifikasjonsark kan faktisk yte dårlig hvis strømforbruket for applikasjonen er høyere. For eksempel kan et batteri som er vurdert til 2 Ah for en 20-timers utlading ikke levere 2 A i 1 time, men vil bare gi en brøkdel av kapasiteten.
Batterier med høy effekt gir rask utlading ved høye dreneringshastigheter, for eksempel i elektroverktøy eller startbatterier for biler. Vanligvis har høyeffektsbatterier lav energitetthet.
En god analogi for kraft versus energi er å tenke på en bøtte med tut. En større bøtte kan holde mer vann og ligner på et batteri med høy energi. Åpningen eller tutenstørrelsen som vannet forlater bøtta fra, er beslektet med kraft – jo høyere kraft, desto høyere dreneringshastighet. For å øke energien vil du vanligvis øke batteristørrelsen (for en gitt kjemi), men for å øke kraften reduserer du intern motstand. Cellekonstruksjon spiller en stor rolle for å få batterier med høy effekttetthet.
Du skal kunne sammenligne teoretiske og praktiske energitettheter for ulike kjemier fra batterilærebøker. Men fordi strømtettheten er så sterkt avhengig av batterikonstruksjonen, vil du sjelden finne disse verdiene oppført.
3. Spenning – Batteridriftsspenning er en annen viktig faktor og er diktert av elektrodematerialene som brukes. En nyttig batteriklassifisering her er å vurdere vandige eller vannbaserte batterier kontra litiumbaserte kjemi. Blysyre, sinkkarbon og nikkelmetallhydrid bruker alle vannbaserte elektrolytter og har nominelle spenninger fra 1,2 til 2 V. Litiumbaserte batterier bruker derimot organiske elektrolytter og har nominelle spenninger på 3,2 til 4 V (både primær- og sekundær).
Mange elektroniske komponenter opererer ved en minimumsspenning på 3 V. Den høyere driftsspenningen til litiumbaserte kjemier gjør at en enkelt celle kan brukes i stedet for to eller tre vannbaserte celler i serie for å utgjøre den ønskede spenningen.
En annen ting å merke seg er at noen batterikjemier som Zinc MnO2 har en skrånende utladningskurve, mens andre har en flat profil. Dette påvirker avskjæringsspenningen (fig 3).
Figur 3: Spenningsplott basert på batterikjemi
VTC Power spenningsplott batteri på kjemi
4. Temperaturområde – Batterikjemi dikterer temperaturområdet for applikasjonen. Vandige elektrolyttbaserte sink-karbonceller kan for eksempel ikke brukes under 0°C. Alkaliske celler viser også en kraftig nedgang i kapasitet ved disse temperaturene, men mindre enn sink-karbon. Litium-primærbatterier med en organisk elektrolytt kan brukes opp til -40°C, men med et betydelig fall i ytelse.
I oppladbare applikasjoner kan litiumionbatterier lades med maksimal hastighet bare innenfor et smalt vindu på ca. 20° til 45°C. Utover dette temperaturområdet må lavere strøm/spenninger brukes, noe som resulterer i lengre ladetider. Ved temperaturer under 5° eller 10°C kan en vedlikeholdslading være nødvendig for å forhindre det fryktede litiumdendrittiske pletteringsproblemet, som øker risikoen for termisk løping (vi har alle hørt om eksploderende litiumbaserte batterier som kan skje som et resultat av overlading, lav- eller høytemperaturlading eller kortslutning fra forurensninger).
ANDRE HENSYN INKLUSIVE:
5. Holdbarhet – Dette refererer til hvor lenge et batteri vil sitte i et lagerrom eller på en hylle før det brukes. Primærbatterier har mye lengre holdbarhet enn sekundære. Imidlertid er holdbarhet generelt viktigere for primærbatterier fordi sekundærbatterier har evnen til å lades opp. Et unntak er når opplading ikke er praktisk.
6. Kjemi – Mange av egenskapene nevnt ovenfor er diktert av cellekjemi. Vi vil diskutere vanlig tilgjengelige batterikjemi i neste del av denne bloggserien.
7. Fysisk størrelse og form – Batterier er vanligvis tilgjengelige i følgende størrelsesformater: knapp-/myntceller, sylindriske celler, prismatiske celler og poseceller (de fleste av dem i standardiserte formater).
8. Kostnader – Det er tider når du kanskje trenger å miste et batteri med bedre ytelsesegenskaper fordi applikasjonen er veldig kostnadssensitiv. Dette gjelder spesielt for engangsapplikasjoner med stort volum.
9. Transport, avhendingsregler – Transport av litiumbaserte batterier er regulert. Avhending av visse batterikjemier er også regulert. Dette kan være en vurdering for høyvolumsapplikasjoner.
10. Produsentens litiumbatterisikkerhet. Noen produsenter gjorde ikke engang noen sikkerhets- og pålitelighetstest på sin egen side før masseproduksjon. Dette utgjør den store faren i den endelige søknaden.
Det er mange hensyn når du velger et batteri. Flere av disse er relatert til kjemi, mens andre er relatert til batteridesign, konstruksjon og produsentens kapasitet. Velg den mest erfarne produsenten av litiumionbatterier er den viktigste.VTC Power Co.,Ltd har spesialisert seg på produksjon av litiumionbatterier i 20 år og gi det beste forslaget for deg!
VTC Power Co.,Ltd
Tlf: 0086-0755-32937425
Faks: 0086-0755-05267647
Legg til: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Huizhou City, Kina
E-post: info@vtcpower.com
nettsted: http://www.vtcpower.com
nøkkelord: #tilpasset litiumionbatteri #Primært vs sekundært batteri#Lithiumionbatteripakke #Fysisk størrelse og form #litiumionbatteriproduksjon # sylindriske celler# prismatiske celler #holdbarhet#Transport av litiumbaserte batterier#litiumbatterisikkerhet#VTC Power Co ., Ltd
