Аккумуляторы. Справочник - Страница 4

При соблюдении этих условий в течение года теряется не более 5 % от первоначальной емкости. Для заряжания литиевых батарей категорически запрещается использовать зарядные устройства, не предназначенные для этих аккумуляторов. В случае невыполнения этого требования происходит неполная зарядка и уменьшение срока службы. Заряжаются данные батареи, как правило, в течение четырех часов, а в случае превышения этого времени встроенная система управления просто отключает устройство, и батарея может пребывать в подключенном к сети состоянии сколь угодно долго.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы показывают неплохие характеристики при низких температурах. Большинство производителей специфицирует этот тип батарей до —2 °C. при этом под малой нагрузкой батареи способны отдать до 70 % от своей емкости при комнатной температуре, а при больших токах нагрузки – до 40 %. При температуре около 0 °C уменьшение емкости малозаметно.

Эти элементы (с напряжением 3,5–3,7 В) имеют хорошую плотность энергии по отношению к своей массе и габаритам и популярны в малогабаритной носимой аппаратуре, в том числе в носимых радиостанциях.

Литий-полимерные аккумуляторы – свежее слово в области бытовой электроники. Отличие от всех остальных батарей состоит в электролите. Существуют три вида электролитов для литий-полимерных аккумуляторов:

1) полимерные сухие (полиэтиленоксид + соли лития);

2) гомогенные гель-полимерные (смесь солей лития пластификаторов и различных полимеров);

3) микропористая полимерная матрица и сорбированные в ней растворы лития.

Чаще применяется сухой электролит из полимера, вместо ставших традиционными пропитанных электролитами пористых сепараторов. Внешне они напоминает тонкую пластиковую пленку.

По характеристикам литий-полимерные аккумуляторы во многом подобны литий-ионным, однако работать могут только при температуре более +60 °C.

При более низких температурах, например, комнатной, литий-полимерные аккумуляторы обладают сниженной электропроводностью. Для повышения электропроводности таких аккумуляторов добавляется электролит, имеющих гелеобразную консистенцию. Улучшенные литий-полимерные аккумуляторы могут работать только при положительных температурах.

Стоимость этих устройств высока и оправдывается только в тех случаях, когда батарею необходимо изготовить в какой-либо нестандартной форме, так как аккумулятор может заполнить любое пустующее в корпусе оборудования пространство. Например, в сверхтонких

мобильных телефонах. Для них могут изготавливаться аккумуляторы толщиной в 1 мм. Конкретный пример показан на рис. 1.1.

Рис. 1.1. «Тонкий» аккумулятор

«Старение» данного вида аккумуляторов происходит так же, как и литий-ионных. Даже если аккумулятор лежит без действия, за два года он потеряет до 20 % емкости. Хранить такие устройства рекомендуется полузаряженными (на 40–50 %) при температуре 0…10 °C.

При более низких температурах происходит кристаллизация полимерного материала, и снижение его электропроводных свойств. Отчасти поэтому аккумуляторы имеют иную энергоемкость (при прочих равных условиях) при температурах ниже 0 °C.

Преимущества литий-полимерных аккумуляторов заключаются в низком саморазряде, высокой плотности энергии на единицу массы и объема, небольших перепадах напряжения в процессе разряда, гибких формах и толщине элементов до 1 мм, 300…500 рабочих циклов.

Для предотвращения перегрева и перезарядки устройства оснащены специальной микросхемой, которая регулирует интенсивность разряда. Благодаря тому, что в устройствах отсутствует жидкий электролит, они более безопасны.

Современные литий-полимерные аккумуляторы имеют улучшенные свойства, высокую интенсивность электроотдачи, увеличенный температурный диапазон для применения, поэтому с успехом используются в производстве различной электроники (сотовые телефоны, ноутбуки, фотоаппараты).

Современные портативные аккумуляторы для бытовых электронных устройств – это, прежде всего, Li-Ion polymer элементы. Рассмотрим их отличительные особенности:

• легкий вес, малая толщина, широкая область применения, гибкость встраивания в разработку;

• легко приспосабливаются под любое приложение пользователя;

• имеют высокую энергетическая плотность, большая емкость при малых габаритах;

• применяются для питания телекоммуникационного оборудования и систем связи, в бытовых мобильных и спутниковых телефонах, видеотехнике.

В табл. 1.1 представлены Li-Ion polymer элементы для аккумуляторов с номинальным напряжением питания 3,7 В.

Таблица 1.1

Литий-полимерные (Li-ion polymer) элементы для аккумуляторов с номинальным напряжением питания 3,7 В

* Нет данных

Все приведенные выше выкладки верны для новой правильно заряженной батареи. А если она уже не новая? Если она заряжена неправильно? Что делать? Постараемся разобраться, как устроена аккумуляторная батарея современного мобильного телефона, каковы ее основные характеристики и правила использования.

Аккумуляторные батареи, применявшиеся и применяемые в современных сотовых телефонах – литий-ионные – Li-lion (Lithium Ion) и литий-полимерные – Li-Pol (Lithium Polymer) почти полностью вытеснили все другие, ранее актуальные типы: никель-кадмиевые – Ni-Cd (Nickel Cadmium) и никель-металлгидридные – Ni-MH (Nickel Metal-Hydride).

Рис. 1.2. АКБ к различным современным сотовым телефонам

На рис. 1.2 представлена АКБ к различным современным сотовым телефонам с разным номинальным напряжением.

Литий-полимерные батареи появились на рынке сотовых телефонов и портативных компьютеров недавно, они немного дешевле, чем литий-ионные батареи при одинаковой плотности энергии. Выдерживают примерно 150 циклов заряда-разряда.

Литий-полимерные батареи изготавливаются в разнообразных пластичных геометрических формах, нетрадиционных для обычных батарей. Они достаточно тонкие по толщине и способны заполнять любое свободное место.

Основными параметрами аккумуляторной батареи телефона являются:

• электрическая емкость;

• внутреннее сопротивление;

• напряжение;

• саморазряд;

• срок службы.

Владельцы аппаратуры радиосвязи сталкиваются с проблемами, связанными с отсутствием в продаже аккумуляторных батарей для портативных радиостанций, сотовых телефонов и подобных им изделий.

Рис. 1.3. Аккумулятор портативной радиостанции Kenwood