Літій-полімерні акумуляторні батареї виробництва компанії EEMB з індексом LC в кінці найменування мають можливість розряду при негативних температурах до -40 ° C. При цьому значення ємності залишається на рівні 70% від номінальної.
З ьогодні хімічні джерела струму, - літієві акумуляторні батареї (АКБ) і гальванічні елементи, - використовуються як в портативній електроніці - в ноутбуках, стільникових телефонах, кишенькових ПК, мр3-плеєрах і так далі, - так і в електротранспорті, накопичувачах енергії, енергосистемах . При цьому виробники всіма силами намагаються підвищити щільність зберігання енергії, збільшивши тим самим час автономної роботи пристроїв. За своїми характеристиками літієві акумулятори перевершують розробки, зроблені за іншими хімічних технологій (Ni-Cd - нікель-кадмієві акумулятори, Ni-MH - нікель-металгідридні акумулятори). Можна виділити наступні переваги літієвих акумуляторів:
- відсутність «ефекту пам'яті», що дає можливість заряджати і заряджати акумулятор в міру необхідності;
- висока питома ємність;
- невелика маса;
- низький рівень саморозряду - не більше 3 ... 5% в місяць.
Звичайно, як і в будь-якої технології, у літієвих акумуляторів є і недоліки, наприклад:
- необхідність схеми захисту (вбудованої або зовнішньої), яка обмежує максимальну напругу на кожному елементі акумулятора під час заряду і оберігає напруга елемента від занадто низького зниження при розряді. Крім того, вона обмежує максимальні струми заряду-розряду і контролює температуру елемента;
- більш висока вартість в порівнянні з Ni-Cd-акумуляторами.
Типові характеристики літієвих АКБ залежать від хімічного складу їх компонентів, наявності або відсутності в них домішок і варіюються в наступних межах:
- напруга одиничного елемента (осередки):
- номінальне: 3,6 ... 3,7 В;
- максимальне: 4,2 В;
- мінімальне: 2,5 ... 3,0 В;
- питома енергоємність: 110 ... 243 Вт • год / кг;
- число циклів «заряд / розряд» до досягнення 80% ємності: 600;
- саморазряд при кімнатній температурі: 3 ... 5% в місяць;
- струм навантаження щодо ємності С, представленої в А • год:
- постійний: до 3 ... 5С (тип.);
- оптимальний: до 1С;
- діапазон робочих температур: -20 ... 60 ° C (оптимальна: 20 ° C).
Технології виготовлення літієвих акумуляторів постійно поліпшуються. Способи вирішення проблем із забезпеченням безпеки експлуатації і високу вартість привели до появи літій-полімерних (Li-polymer або Li-pol) акумуляторів.
Основна їхня відмінність від Li-ion відображено в назві і полягає в типі використовуваного електроліту. Спочатку, в 70-х роках, застосовувався сухий твердий полімерний електроліт, схожий на пластикову плівку і не проводить електричний струм, але допускає обмін іонами (електрично зарядженими атомами або групами атомів). Полімерний електроліт фактично замінює традиційний пористий сепаратор, просочений електролітом.
Така конструкція спрощує процес виробництва, характеризується більшою безпекою і дозволяє випускати тонкі акумулятори довільної форми. До того ж відсутність рідкого електроліту виключає можливість займання. Товщина елемента становить близько одного міліметра, тому розробники обладнання вільні у виборі форми, обрисів і розмірів, аж до впровадження його у фрагменти одягу.
Основні переваги літій-полімерних акумуляторів:
- малий саморозряд;
- товщина елементів: від 1 мм;
- свобода у виборі форми АКБ;
- незначний спад напруги в міру розряду;
- поліпшена безпеку.
У порівнянні з рідкими електролітами в літій-іонних акумуляторах, полімерні електроліти мають меншу іонну провідність, яка, до того ж, знижується при температурі нижче нуля. Тому проблема розробок Li-pol-акумуляторів полягала не тільки в пошуку найбільш відповідного електроліту з досить високою провідністю, сумісного з електродними матеріалами, а й в розширенні діапазону робочих температур.
Акумулятори з полімерним електролітом випускають багато світових виробників. Електродні матеріали, рецептури електроліту і технології виготовлення Li-pol-акумуляторів різних компаній значно відрізняються. Відповідно, відрізняються і їх характеристики. На якість Li-pol-акумуляторів і стабільність їх роботи сильно впливає однорідність полімеру, на яку впливають як співвідношення компонентів електроліту, так і температура полімеризації.
Серед компаній, що випускають літій-полімерні АКБ, виділяється компанія EEMB - відомий і добре зарекомендував себе виробник літієвих акумуляторів, що пропонує широкий спектр хімічних джерел струму [1]. Продуктова лінійка включає в себе первинні (неперезаряжаемие) і вторинні (акумуляторні) літієві батареї. З часу заснування в 1995 році компанія стала широко відома в багатьох ключових сегментах ринку хімічних джерел струму. EEMB виробляє високотехнологічні літієві батареї для промисловості і спеціальних застосувань.
Основним мінусом літієвих акумуляторів є істотне зменшення ємності і швидкий розряд при низьких температурах. Як правило, граничною температурою у акумуляторів такого типу є -20 ° C.
На даний момент компанія EEMB розробила і серійно виготовляє літій-полімерні АКБ з можливістю розряду при температурі від -40 ° C (таблиця 1). При цій температурі значення ємності залишається на рівні 70% від номінальної при струмі розряду 0,2 с і напрузі відсічення 2,75 В, що набагато більше військового стандарту ємності 40%. На додаток до цього компанія EEMB має ряд патентів на свій винахід.
Таблиця 1. Морозостійкі акумулятори EEMB
Найменування Номінальна напруга, В Ємність, мАг Розміри, мм Вага, г Стандартна Мінімальна Товщина Ширина Висота LP383454LC 3,7 720 670 3,8 34 54 14,4 LP603048LC 3,7 900 850 6 30 48 18 LP963450LC 3,7 1800 1700 9,6 34 50 36 LP103450LC 3,7 1850 1800 10 34 50 37 LP505597LC 3,7 3100 2900 5 55 97 62
Низькотемпературні літій-полімерні батареї знайдуть широке застосування в пристроях, призначених для холодного клімату.
Мал. 1. Низькотемпературний акумулятор LP603449LC
Відрізнити морозостійку серію акумуляторів можна за наявністю символів LC в кінці найменування, наприклад LP103454LC (Рисунок 1), де:
- LP - тип акумулятора (Li-Pol);
- 10 - товщина акумулятора (1,0 мм);
- 34 - ширина акумулятора (34 мм);
- 54 - довжина акумулятора (54 мм);
- LC - низькотемпературна версія.
Дані АКБ відкривають нові можливості застосування літієвих акумуляторів, і це - істотна віха в акумуляторному виробництві.
На малюнку 2 зображені графіки залежності ємності і напруги при температурі -10 ° С і -20 ° С для стандартної версії акумулятора (синій і червоний колір), а також для низькотемпературної LC-версії акумулятора (чорний колір). Зображені залежності знімалися при розрядному струмі 0,2 С (C - ємність акумулятора) до напруги відсічення 2,75 В. У таблиці 2 наведені абсолютні значення ємності при тих же умовах розряду.
Мал. 2. Розряд стандартних і LC-АКБ залежно від температури
З графіків, зображених на малюнку 2, і даних таблиці 2 видно, що стандартна версія допускає можливість розряду тільки до -20 ° С, і при цьому втрата ємності складає 15 ... 17%. Втрата ємності несуттєва, але і гранична температура (-20 ° С) невелика для північного клімату.
Таблиця 2. Ємність Li-Pol і стандартних акумуляторів в залежності від температури
Версія батареї / температура Енергоємність батареї при різних робочих температурах,% 60 ° С 25 ° С -20 ° С -40 ° С Стандартна батарея 98 98 83 - Низькотемпературна (LC) 98 98 98 98
У новій LC-серії акумуляторів також знижується ємність при мінусовій температурі, і зниження становить 25 ... 28%, але вже при температурі -40 ° С, що є досить непоганим показником. Беручи до уваги, що вартість Ватт * години нової серії АКБ вище стандартної версії приблизно на 18 ... 25%, можна стверджувати, що EEMB має лінійку дуже перспективних акумуляторів для застосування в суворому російському кліматі.
Нові акумулятори допускають не тільки розряд при мінусовій температурі, але і можливість заряду. АКБ можна заряджати при температурі до -10 ° С струмом 0,2C. Однак зарядити в таких умовах його можна лише до 70% від номінальної ємності (в технічних даних ця інформація відсутня).
Важливим параметром низькотемпературних акумуляторів є зміна їх властивостей при низькій температурі зберігання. На малюнку 3 зображено залежність ємності від температури зберігання при 20 ° С (червона лінія) і -40 ° С (зелена лінія). Час зберігання акумуляторів становило 15 діб, впродовж останніх днів ємність при 20 ° С зменшилася на 5 ... 6%, при -40 ° С - на 48%. Потім акумулятор був заряджений при температурі 0 ° С, і знову була перевірена його ємність (рисунок 4). Значення ємності виявилося на рівні 99% від початкового значення.
Мал. 3. Графік залежності ємності акумулятора від температури зберігання при 20 ° С і -40 ° С
Потрібно відзначити, що отримані досить непогані результати, так як -40 ° С для акумулятора - це дуже суворі умови, і те, що він за п'ятнадцять днів зберіг половину своєї ємності, а при подальшому заряді його ємність практично повністю відновилася, говорить про високу якість продукції EEMB.
Мал. 3. Графік залежності ємності акумулятора від температури зберігання при 20 ° С і -40 ° С
висновок
Існує ряд додатків, для яких досить актуальна можливість роботи при мінусовій температурі, наприклад, для портативної апаратури, засобів радіозв'язку, контрольно-вимірювальної і контрольно-діагностичної апаратури, пристроїв індивідуальної сигналізації (електронний маяк рятувальника) і тому подібного. Для таких додатків, з міркувань оптимального поєднання ціни / якості, найкраще підійде продукція компанії EEMB.
Виробників літієвих АКБ в світі досить багато, їх технології виготовлення і сама продукція може істотно різнитися. Однак не всі вони мають в своїй лінійці продукції морозостійкі АКБ, актуальність яких для цілого ряду областей застосування очевидна. Наявність подібних АКБ в номенклатурі компанії EEMB ще раз підтверджує її статус виробника високоякісної продукції.
Сучасні літій-полімерні акумулятори забезпечують питомі характеристики, які можна порівняти з характеристиками літій-іонних акумуляторів, а завдяки відсутності рідкого електроліту вони більш безпечні.
При всіх стандартних перевірках на безпеку використання (перезарядка, форсований розряд, коротке замикання, вібрація, розчавлювання і протиканіе) Li-pol-акумулятори мають істотно більш високі показники в порівнянні з літій-іонними акумуляторами з рідким електролітом. Перспективи серйозного розширення виробництва Li-pol-акумуляторів і використання їх в найрізноманітніших областях техніки не викликають сумнівів.
З появою елементів літій-полімерних акумуляторних батарей товщиною всього в 1 мм перед конструкторами електронних пристроїв відкрилися нові можливості щодо кінцевої форми і розмірів нової апаратури. Були прибрані багато обмежень щодо микроминиатюризации радіоелектронних пристроїв.
література
- http://www.eemb.com/.
- http://eemb.com/products/rechargeable_battery/li-polymer_battery/li-polymer_battery.html.
- / 2015/05/20 / morozoustoychivyie-litiy-polimernyie-akkumulyatoryi-ot-eemb.
Отримання технічної інформації , замовлення зразків , замовлення і доставка .
Про компанію EEMB
ЕЕМВ - міжнародна компанія, заснована в 1995 р, спеціалізується на виробництві елементів живлення. В даний час працюють два офіси і заводи з виробництва - в США і у вільній економічній зоні Китаю - Шензен. На ринку батарей джерела живлення ЕЕМВ зарекомендували себе, як надійний постачальник продукції. Цьому сприяє система контролю якості, що відповідає стандарту ISO9001. Продукція піддаються ретельній перевірці на всіх етапах виробництва. Джерела струму ЕЕМВ п ... читати далі