Liitiumioonakude peamised tüübid

Vastavalt liitiumioonakudes kasutatavatele erinevatele elektrolüütide materjalidele jagatakse liitiumioonakud vedelateks liitiumioonakudeks (Liquified Lithium-Ion Battery, viidatud kui LIB) ja polümeer-liitiumioonakudeks (lühendatult PLB).

Liitiumioonaku (Li-ion)

Taaslaetav liitium-ioonaku on praegu kõige laialdasemalt kasutatav aku tänapäevastes digitoodetes, nagu mobiiltelefonid ja sülearvutid, kuid see on rohkem “piuksuv” ja seda ei saa kasutamise ajal üle laadida ega tühjendada (see kahjustab akut või põhjustab selle tühjenemist). vanarauaks). Seetõttu on akul kaitsvad komponendid või kaitseahelad, et vältida kulukaid akukahjustusi. Liitium-ioonaku laadimisnõuded on väga kõrged. Tagamaks, et lõpppinge täpsus jääb vahemikku ±1%, on suuremad pooljuhtseadmete tootjad välja töötanud mitmesuguseid liitium-ioonaku laadimise IC-sid, et tagada ohutu, usaldusväärne ja kiire laadimine.

Mobiiltelefonid kasutavad põhiliselt liitiumioonakusid. Liitium-ioonakude õige kasutamine on aku eluea pikendamiseks väga oluline. Seda saab teha lamedaks ristkülikukujuliseks, silindriliseks, ristkülikukujuliseks ja nuputüübiks vastavalt erinevate elektroonikatoodete nõuetele ning sellel on aku, mis koosneb mitmest järjestikusest ja paralleelsest akust. Liitiumioonaku nimipinge on materjali muutuste tõttu üldiselt 3.7 V ja liitiumraudfosfaadi (edaspidi ferrofosfor) puhul on see 3.2 V. Lõplik laadimispinge täielikult laetuna on üldiselt 4.2 V ja ferrofosfor on 3.65 V. Liitium-ioonakude lõpplahenduspinge on 2.75V~3.0V (tööpinge vahemiku ehk lõpliku tühjenemise pinge annab akutehas, parameetrid on veidi erinevad, üldiselt 3.0V ja fosforraud 2.5V). Jätkuvat tühjenemist alla 2.5 V (ferrofosfor 2.0 V) nimetatakse ülelaadimiseks ja ülelaadimine kahjustab akut.

Liitium-ioonakud, mille positiivse elektroodina on liitiumkoobaltoksiidi tüüpi materjale, ei sobi suure vooluga tühjendamiseks. Liigne voolulahendus vähendab tühjenemise aega (kõrgem sisetemperatuur ja energiakadu) ja võib olla ohtlik; kuid liitiumraudfosfaat Positiivse elektroodi materjalist liitiumakut saab laadida ja tühjendada suure vooluga 20C või rohkem (C on aku võimsus, näiteks C=800mAh, 1C laadimiskiirus, st laadimisvool on 800mA ), mis sobib eriti hästi elektrisõidukitele. Seetõttu annab akude tootmistehas maksimaalse tühjenemisvoolu, mis peaks kasutamise ajal olema väiksem kui maksimaalne tühjendusvool. Liitiumioonakudel on teatud temperatuurinõuded. Tehas pakub laadimistemperatuuri vahemikku, tühjendustemperatuuri vahemikku ja säilitustemperatuuri vahemikku. Ülepingega laadimine kahjustab liitiumioonakut püsivalt. Liitium-ioonakude laadimisvool peaks põhinema aku tootja soovitustel ning ülevoolu (ülekuumenemise) vältimiseks tuleks nõuda voolu piiravat vooluringi. Üldjuhul on laadimiskiirus 0.25C–1C. Tihti on vaja kõrge vooluga laadimise ajal tuvastada aku temperatuuri, et vältida ülekuumenemist, mis ei kahjustaks akut ega põhjustaks plahvatust.

Liitium-ioonaku laadimine jaguneb kaheks etapiks: esimene pidev laadimine ja üleminek pidevale pingelaadimisele, kui see on lõpppingele lähedal. Näiteks aku mahutavusega 800 mAh, lõpplaadimise pinge on 4.2V. Akut laetakse konstantse vooluga 800mA (laadimiskiirus 1C). Alguses tõstetakse aku pinget suurema kaldega. Kui aku pinge on 4.2 V lähedal, muudetakse see 4.2 V pideva pinge laadimisele. Vool langeb järk-järgult ja pinge muutub vähe. Kui laadimisvool langeb 1/10-50C-ni (erinevad tehaseseaded, see ei mõjuta kasutamist), loetakse see peaaegu täislaadimiseks ja laadimise võib lõpetada (mõned laadijad käivitavad taimeri pärast 1/10C , teatud aja möödudes Laadimise lõpp).