Зарядка литий ионных аккумуляторов: Схемы самодельных зарядок для литий-ионных аккумуляторов (18650, 14500 li-ion), как правильно заряжать литий-полимерные АКБ

Содержание

Как заряжать литий ионные аккмуляторы?

Как заряжать литий ионный аккумулятор, чтобы значительно продлить срок его службы и добиться длительной эффективной работы? Соблюдение простых правил эксплуатации, рекомендованных производителем, позволит продлить срок жизни батареи питания и избежать больших затрат на дорогостоящую покупку. Принцип работы литий-ионных батарей отличается от никель-кадмиевых и других устройств, поэтому и требования к циклам заряда и разряда будут совсем другими.

Основные правила зарядки аккумуляторов

Одна из главных особенностей: литий-ионные аккумуляторы не требуется полностью заряжать и разряжать. В отличие от никель-кадмиевых элементов питания, такие батареи не имеют эффекта памяти, следовательно при неполной зарядке их емкость не уменьшается, и продолжительность автономной работы не сокращается. Более того, полная разрядка приводит к сокращению срока работы аккумулятора, продолжать использовать ноутбук нежелательно уже при 20%-ной отметке.

Можно перечислить несколько основных правил правильной зарядки и эксплуатации литий-ионных аккумуляторов:

  • Нельзя хранить долгое время разряженную батарею. Если разряженный аккумулятор пролежал на полке несколько месяцев, его можно выбрасывать: зарядить его заново уже не получится. Это одна из самых распространенных причин, по которым литий-ионные батареи полностью выходят из строя.
  • Нежелательно постоянно поддерживать аккумулятор на зарядке во время работы ноутбука. Если он используется в качестве стационарного компьютера дома, на время работы можно вынимать аккумулятор и использовать только сеть от розетки. При этом несколько раз в месяц батарею необходимо подключать для полноценной зарядки и разрядки.
  • Оптимальный уровень заряда для хранения аккумулятора – 30-50%. При таком уровне батарея сама практически не теряет заряд и сохраняет свои свойства в течение длительного времени.
  • Нельзя допускать перегрева и переохлаждения батареи питания. Ее нежелательно оставлять на открытом солнце или вблизи обогревателей, нельзя включать ноутбук на улице при температуре ниже нуля. И то, и другое приводит к ускоренному износу, и скоро придется покупать новый аккумулятор.
Литий-ионные батареи любого типа рекомендуется подзаряжать только оригинальными зарядными устройствами. Это касается как ноутбуков, так и смартфоном или планшетов. Если блок питания вышел из строя, необходимо приобрести новый той же марки и с теми же характеристиками.

Как увеличить срок работы аккумулятора?

Правильно зарядить литий-ионный аккумулятор – значит обеспечить ему длительную автономную работу и долгую работоспособность. Стандартный срок эксплуатации для батарей такого типа составляет от 400 до 600 циклов зарядки и разрядки, однако правильная эксплуатация с соблюдением всех рекомендаций способна увеличить этот показатель до 1000 циклов. Заботиться о батарее питания будет намного проще, если поставить на ноутбук специальные утилиты, позволяющие контролировать уровень зарядки литий-ионного аккумулятора и степень его изношенности, а также своевременно закрывать все ненужные программы.

Для увеличения времени автономной работы необходимо правильно экономить энергию. При временном прекращении работы ноутбук нужно переводить в режим гибернации – это значительная экономия заряда батареи. Также нужно отключать все невостребованные в данный момент функции, закрывать лишние программ и не допускать слишком большого списка автозагрузки. Если батарея все же вышла из строя, не стоит пытаться разбирать ее самостоятельно и пытаться ремонтировать.


5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов / Хабр

Литий-ионные аккумуляторы не столь «привередливы», как их никель-металл-гидридные собратья, но все равно требуют определенного ухода. Придерживаясь

пяти простых правил

, можно не только продлить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторных батарей, но и повысить время работы мобильных устройств без подзарядки.

Не допускайте полного разряда. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти, поэтому их можно и, более того, нужно заряжать, не дожидаясь разрядки до нуля.

Многие производители рассчитывают срок жизни литий-ионного аккумулятора количеством циклов полного разряда (до 0%). Для качественных аккумуляторов это 400-600 циклов. Чтобы увеличить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, чаще заряжаете свой телефон. Оптимально, как только показатель заряда батареи опустится ниже отметки 10-20 процентов, можете ставить телефон на зарядку. Это увеличит количество циклов разряда до 1000-1100.
Данный процесс специалисты описывают таким показателем как Глубина Разряда (Depth Of Discharge). Если ваш телефон разряжен до 20%, то Глубина Разряда составляет 80%. В нижеприведенной таблице показана зависимость количества циклов разряда литий-ионного аккумулятора от Глубины Разряда:

Разряжайте раз в 3 месяца. Полный заряд на протяжении длительного времени также же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до нуля.
Из-за крайне нестабильного процесса заряда (мы часто заряжаем телефон как придется, и где получится, от USB, от розетки, от внешнего аккумулятора и тд. ) специалисты рекомендуют раз в 3 месяца полностью разряжать аккумулятор и после этот заряжать до 100% и подержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает сбросить так называемый верхний и нижний флаги заряда аккумулятора. Более подробно об этом можно прочитать здесь.

Храните частично заряженными. Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится. А вот аккумулятор, который долгое время пылился на полке разряженным до нуля, скорее всего, уже не жилец – пора отправлять его на утилизацию.
В нижеприведенной таблице показано сколько остается емкости в литий-ионном аккумуляторе в зависимости от температуры хранения и уровня заряда при хранении в течение 1 года.

Используйте оригинальное зарядное устройство.

Мало кто знает, что зарядное устройство в большинстве случаев встроено непосредственно внутрь мобильных устройств, а внешний сетевой адаптер лишь понижает напряжение и выпрямляет ток бытовой электросети, то есть напрямую на батарею не воздействует. Некоторые гаджеты, например цифровые фотокамеры, лишены встроенного зарядного устройства, и поэтому их литий-ионные аккумуляторы вставляют во внешний «зарядник». Вот тут-то использование внешнего зарядного устройства сомнительного качества вместо оригинального может негативно сказаться на работоспособности батареи.

Не допускайте перегрева.

Ну а злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура – перегрева они напрочь не переносят. Поэтому не допускайте попадания на мобильные устройства прямых солнечных лучей, а также не оставляйте их в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей. Максимально допустимые температуры, при которых возможно использование литий-ионных аккумуляторов: от –40°C до +50°C

Также, вы можете посмотреть Часто Задаваемые Вопросы по аккумуляторам на нашем сайте.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов 18650 своими руками

Статья обновлена: 19.11.2020


Для зарядки Li-ion аккумуляторов 18650 и других типоразмеров важно использовать надежные и походящие им зарядные устройства.

Используемое ЗУ должно выдавать подходящий ток зарядки и работать в режиме CC/CV, без излишнего заряда и токовых перегрузок.

Купить готовое устройство с нужными параметрами – проще и надежнее, чем собирать зарядку для литий-ионных аккумуляторов 18650 своими руками. Но такая возможность есть, и самостоятельно сделать зарядник по простой схеме может каждый электронщик.

Подготовка

Для создания зарядного устройства для аккумулятора 18650 своими руками пригодятся:

  • модуль на базе чипа TP4056, а именно вариант со схемой защиты – для отслеживания напряжения при помощи компонентов DW01A и FS8205A;
  • блок питания с вольтажом 12 В и током 2 А;
  • SPST-выключатель с 2 выводами;
  • блок питания на 5 В или вместо него стабилизатор 7805 и 4 конденсатора на 100 нФ;
  • отсек для цилиндрического Li-ion элемента со стандартными параметрами 18х65 мм;
  • печатная плата;
  • разъем питания;
  • паяльник для сборки элементов по схеме;
  • пластиковая коробочка с ориентировочными размерами 8 см х7 см х 3 см;
  • клей для фиксации компонентов;
  • горячий нож для резки пластика;
  • винты, отвертка для завинчивания крышки.

Алгоритм зарядки Li-ion аккумуляторов

Для Li-ion элементов характерно линейное изменение тока и напряжения. Поэтому для восполнения их заряда через USB или обычный блок питания отлично подходит модуль с чипом TP4056. О протекании процесса зарядки сообщают диоды. Безопасное восполнение заряда ведется при стабильном токе 0,2–0,7С. Когда Uвых достигает 4,2 В, начинается зарядка при U=const с плавным снижением тока до 10% от его исходного значения.

Зарядный ток регулирует резистор, соединенный с выводом PROG. Продаваемые модули этой конфигурации обычно имеют резистор на 1,2 кОм и обеспечивают зарядный ток 1 А. Для подзарядки достаточно подать на входной разъем напряжение 4–8 В и соединить «плюс» и «минус» заряжаемой «банки» с контактами модуля TP4056.

Сборка зарядки для литиевого аккумулятора 18650 по схеме

Для завершения сборки электрокомпонентов нужно спаять их согласно схеме:

  1. Положительный контакт разъема питания соединить с произвольным контактом выключателя, а отрицательный – с выводом GND стабилизатора.
  2. Свободный контакт выключателя объединить с выводом Vin стабилизатора.
  3. На макетной плате в диапазоне между Vin и GND выводами поместить параллельно 3 конденсатора.
  4. Между точками Vout и GND поставить оставшийся 1 конденсатор.
  5. Соединить выводы Vout и IN+, GND и IN-.
  6. Положительный контакт аккумуляторного отсека свести с выводом B+, а отрицательный – с В-.

При использовании вместо стабилизатора и конденсаторов 5–вольтного блока питания сделать самому зарядку 18650 еще проще. Нужно просто подключить полюса блока питания к выводам IN+ и IN- модуля TP4056. По окончании пайки остается поместить собранную схему в пластиковый корпус. По заранее прочерченным линиям при помощи горячего ножа в нем нужно сделать окошки для компактного размещения всех компонентов: USB-порта, диодов, выключателя и разъема.

Все компоненты размещаются в самодельном корпусе. Аккумуляторный отсек крепится термоклеем. Модуль TP4056 устанавливается так, чтобы диоды и USB разъем попали в подготовленные под них прорези, и приклеиваются. В конце размещаются и фиксируются клеем стабилизатор, разъем и выключатель. Затем остается привинтить крышку и зашлифовать наждачкой края окошек. Аналогично можно сделать своими руками и зарядку для трех 18650 аккумуляторов, используя соответствующую схему.

Ранее в нашем блоге приводились основные технические характеристики источников бесперебойного питания.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

Категория: Поддержка по зарядным устройствам
Опубликовано 09.05.2016 14:27
Автор: Abramova Olesya


Зарядные и разрядные процессы в электрических батареях являются химическими реакциями, но литий-ионная система имеет свои нюансы. Ученые говорят о движении энергии в батарее как о части ионного потока между анодом и катодом. Это утверждение в какой-то мере верно, но если ученые были бы абсолютно правы, то электрические батареи работали вечно. Падение емкости со временем объясняется потерей ионов, но и процессы внутренней коррозии вкупе с другими дегенеративными эффектами также играют определенную роль. (Смотрите BU-808: В чем причина конечного времени работы литий-ионных аккумуляторов).

Зарядное устройство для литий-ионной электрохимической системы представляет собой ограниченное по напряжению устройство, весьма похожее на зарядное для свинцово-кислотных аккумуляторов. Но есть и различия — более высокое напряжение на элемент, более жесткие допуски напряжения и отсутствие режима поддержания при полном заряде. В то время как свинцово-кислотная электрохимическая система имеет некоторую гибкость пороговых значений напряжения, литий-ионная требует очень строгой настройки зарядных устройств, так как перезаряд не может быть принят. Не может быть создано какое-либо «чудо» зарядное устройство, способное продлить срок службы или предоставить дополнительную емкость путем импульсного тока или других уловок. Литий-ионная является “чистой” системой и принимает ровно тот заряд, который она может аккумулировать.


Зарядные устройства Victron Energy (Голландия)

 

Phoenix Charger Skylla-i Skylla-TG
12/24В, 16-200А 24В, 80-500А 24/48В, 30-500А
Мощные профессиональные зарядные устройства для яхт, катеров и другого вида транспорта. Предлагаются однофазные и трехфазные зарядные устройства высокой мощности. Многостадийный адаптивный заряд с возможностью ручного управления.

Литий-ионные аккумуляторы с такими традиционными катодными материалами как кобальт, никель, марганец и алюминий обычно имеют напряжение 4,20 В на элемент. Допустимым отклонением является +/- 50 мВ на элемент. Некоторые версии на основе никеля заряжаются до 4,10 В на элемент; существуют и специально оптимизированные под емкость модели с напряжением 4,30 В и выше на элемент. Повышение напряжения помогает увеличить емкость аккумулятора, но злоупотребление путем превышения значений спецификаций может повредить аккумулятор и даже создать угрозу безопасности. Встраиваемая в аккумулятор схема защиты [BU-304] защищает его от превышения заданного напряжения.

На рисунке 1 показаны графики тока и напряжения литий-ионного аккумулятора относительно этапов зарядки. Полный заряд достигается, когда ток уменьшается до показателя 3-5 процентов от значения номинальной емкости.

Рисунок 1: Этапы зарядки литий-ионного аккумулятора. Li-ion считается полностью заряженным, когда зарядный ток падает до заданного уровня. Вместо режима непрерывного поддержания заряда, некоторые зарядные устройства используют подзарядку только при падении напряжения аккумулятора.

Рекомендуемая скорость зарядки литий-ионных элементов, оптимизированных под емкость, составляет 0,5-1С, полное время заряда при такой скорости составит 2-3 часа. Производители рекомендуют использовать скорость зарядки 0,8С и меньше для продления срока службы аккумулятора. Элементы же, оптимизированные под мощностные показатели, могут использовать более “быстрое” зарядное устройство. Эффективность зарядки литий-ионной электрохимической системы составляет порядка 99 процентов, благодаря этому отсутствует тепловыделение и аккумулятор остается прохладным.

Некоторые аккумуляторы все же могут немного нагреться (примерно на 5°С) при достижении полного заряда. Это может быть вызвано работой схемы защиты и/или повышенным внутренним сопротивлением. Если же температура аккумулятора повысилась более чем на 10°С при умеренных скоростях зарядки, это может говорить о его неисправности, следовательно, необходимо прекратить дальнейшую зарядку и эксплуатацию.

Полная зарядка фиксируется при достижении аккумулятором порогового значения напряжения и падением зарядного тока до 3 процентов от номинального значения. Также аккумулятор считается заряженным, если напряжение и ток достигли некоторого значения и не могут более приблизиться к своим пороговым значениям. Причиной такого поведения может служить повышенный саморазряд [BU-802b].

Увеличение тока зарядки, как ни парадоксально, не ускорит процесс достижения полного заряда. Хотя аккумулятор и быстрее достигнет пикового значения напряжения, ему все еще будет необходим режим насыщения, который в нашем случае займет больше времени. Уменьшение времени первого этапа зарядки компенсируется увеличением времени второго. Высокий ток зарядки, тем не менее, довольно быстро заполнит аккумулятор энергией примерно до 70 процентов.

Литий-ионному аккумулятору не требуется полная зарядка, как в случае со свинцово-кислотным, даже наоборот — легкий недозаряд обеспечит лучшие показатели долговечности. Дело в том, что при полном заряде в аккумуляторе возникает довольно высокое напряжение, которое носит деградационный характер. Ограничение напряжения или устранение режима насыщения продлит срок службы аккумулятора, но, с другой стороны, приведет к уменьшению времени автономной работы. Большинство зарядных устройств оптимизированы как раз под емкость, длительность срока службы воспринимается менее важной.

Некоторые недорогие зарядные устройства вообще могут игнорировать режим насыщения, используя более упрощенный метод зарядки, который длится один час или даже меньше. Такая зарядка фиксирует свое окончание достижением аккумулятором определенного значения напряжения. Окончательный уровень заряда при таком методе составляет примерно 85 процентов от номинальной емкости, что для большинства потребителей является достаточным уровнем.

Промышленные же зарядные устройства часто используют несколько заниженное значение порогового напряжения для продления срока службы аккумулятора. В таблице 2 приведены расчетные значения емкости при зарядке до различных пороговых значений напряжения с и без использования режима насыщения. (Смотрите также BU-808: Как увеличить срок службы литий-ионного аккумулятора).

Напряжение отсечки/на элемент Возможная емкость Время зарядки Емкость с режимом насыщения
3,80 60% 120 минут ~65%
3,90 70% 135 минут ~75%
4,00 75% 150 минут ~80%
4,10 80% 165 минут ~90%
4,20 85% 180 минут 100%

Таблица 2: Стандартные зарядные характеристики литий-ионных аккумуляторов. Применение режима полного насыщения при заданном напряжении отсечки приводит к повышению емкости примерно на 10 процентов, но приводит к стрессу из-за высокого напряжения.

В самом начале зарядного процесса напряжение аккумулятора очень быстро поднимается. Такому поведению можно привести аналогию — подъем груза резинкой, когда в первый момент резинка натягивается, а груз все еще на своем месте. Показатель использования емкости в течение процесса зарядки стабилизируется относительно напряжения аккумулятора (рисунок 3). Такой эффект характерен для всех электрических батарей. Чем выше ток зарядки, тем эффект “резинки” будет ярче выражен. Холодная температура зарядки или высокое внутреннее сопротивление элемента могут усилить проявление этого эффекта.

Рисунок 3: Зависимость напряжения и емкости литий-ионного аккумулятора от времени зарядки. Эффект зависимости емкости от напряжения при зарядке похож на эффект подъема груза растягивающейся резинкой.

Оценка состояния заряда путем считывания напряжения заряжаемого аккумулятора непрактична, гораздо более точным индикатором служит напряжение разомкнутой цепи аккумулятора после нескольких часов покоя. На даже напряжение разомкнутой цепи не является 100-процентным показателем, так как оно зависимо от температуры. Уровень заряда смартфонов, ноутбуков и других устройств оценивается с помощью кулоновского подсчета. (Смотрите BU-903: Как измерить степень заряженности электрической батареи).

Литий-ионный аккумулятор не может поглотить перезаряд. При достижении полной степени заряда необходимо отсечь зарядный ток. Приложение непрерывного тока поддержания заряда может привести к металлизации лития, что чревато проблемами с безопасностью аккумулятора. Чтобы свести к минимуму стресс, желательно не оставлять заряженный литий-ионный аккумулятор подключенным к зарядному устройству.

После того, как процесс зарядки окончился, напряжение аккумулятора начинает падать. Со временем, напряжение холостого хода стабилизируется на уровне 3,70-3,90 В на элемент. Стоит обратить внимание, что литий-ионный аккумулятор, к которому применялась зарядка в режиме насыщения, будет держать напряжение высоким более длительное время, чем тот, к которому этот режим не применялся.

Когда возникает необходимость хранения литий-ионных аккумуляторов подключенными к зарядному устройству, некоторые из них могут иметь функцию капельного поддержания заряда, призванного компенсировать небольшой саморазряд самого аккумулятора и потребление энергии встроенной схемой защиты. Такое зарядное устройство срабатывает при понижении напряжения аккумулятора до 4,05 В на элемент и подзаряжает его снова до значения 4,20 В. Существует и другой режим зарядки, со срабатыванием при напряжении 4,00 В на элемент и подзарядкой до 4,05 В. Использование такого режима несет меньше вреда аккумулятору и продлевает срок его службы.

Некоторые портативные устройства могут оставаться включенными или даже эксплуатироваться во время зарядки. Потребление энергии устройством в этом случае называется паразитной нагрузкой и может вызвать искажения циклов зарядки. Производители аккумуляторов советуют избегать паразитных нагрузок, так как они приводят к возникновению множественных мини-циклов заряда/разряда. Этого не всегда можно избежать, к примеру, часто возникает необходимость эксплуатации того же ноутбука от электросети. Возникает ситуация, когда аккумулятор заряжается до 4,20 В на элемент и тут же подвергается разряду. Уровень стрессового воздействия на такой аккумулятор довольно высок, поскольку циклы возникают при высоком напряжении, а часто – и при повышенной температуре.

Портативное устройство должно быть отключено при зарядке. Это позволит аккумулятору беспрепятственно достичь порогового значения напряжения и точки насыщения. Паразитная нагрузка сбивает с толку зарядное устройство, воздействуя на напряжение аккумулятора и препятствуя току насыщения, возможны даже ситуации, когда аккумулятор уже полностью заряжен, но из-за воздействия паразитной нагрузки зарядное устройство продолжает зарядку, что конечно же приводит к повреждению аккумулятора.

2. Зарядка без-кобальтовых литий-ионных аккумуляторов

В то время как традиционные литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение элемента 3,60 В, литий-фосфатные (LiFePO) являются исключением с напряжением элемента 3,20 В и напряжением зарядки 3,65 В. Относительно новой технологией являются литий-титанатные модели с напряжением элемента 2,40 В и напряжением зарядки 2,85 В. (Смотрите BU-205: Виды литий-ионных аккумуляторов).

Зарядные устройства для этих безкобальтовых аккумуляторов несовместимы с обычными 3,60-вольтовыми. Необходимо предусматривать технологию изготовления аккумулятора и обеспечить его правильным зарядным напряжением. 3,60 В литий-ионный аккумулятор, подключенный к зарядному устройству, предназначенному для литий-фосфатной системы, просто не получит достаточного заряда, и, наоборот, воздействие повышенного зарядного напряжения на литий-фосфатный аккумулятор приведет к его повреждению.

3. Перезаряд литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы вполне безопасны в пределах определенного рабочего напряжения, но если по неосторожности превысить напряжение, это может привести к неустойчивости аккумулятора. Продолжительная зарядка напряжением выше 4,30 В аккумулятора, рассчитанного на напряжение 4,20 В, может привести к металлизации лития на аноде. На катоде начинают происходить окислительные процессы, он становится нестабильным и выделяет углекислый газ (CO2). Давление в элементе возрастает, и если зарядка будет продолжаться, может сработать устройство прерывания тока, которое ответственно за безопасность при повышении внутреннего давления элемента до 1,000-1,380 кПа. Если по каким-то причинам давление продолжает расти дальше, то при значении в 3,450 кПа может раскрыться мембрана безопасности. В любом случае, такие экстремальные значения давления небезопасны, и могут привести к возгоранию или даже взрыву аккумулятора. (Смотрите BU-304b: Обеспечение безопасности литий-ионных аккумуляторов).

Тепловой пробой, который и приводит к возгоранию или взрыву, непосредственно зависим от высокой температуры. Полностью заряженному аккумулятору нужно меньшее температурное воздействие для коллапса в сравнении с частично заряженным. Все аккумуляторы на основе лития являются более безопасными при низком уровне заряда, поэтому полностью заряженные аккумуляторы даже запрещено перевозить воздушным транспортом (регламентированный уровень заряда составляет 30 процентов). (Смотрите BU-704a: Перевозка аккумуляторов на основе лития воздушным транспортом).

Пороговой температурой для полностью заряженного литий-кобальтового аккумулятора является 130-150°С, для литий-никель-марганец-кобальтового (NMC) — 170-180°С, а для литий-марганцевого — около 250°С. Литий-фосфатный обладает температурной стабильностью, даже немного лучшей, чем у литий-марганцевого. (Смотрите BU-304a: Аспекты безопасности литий-ионных аккумуляторов и BU-304b: Обеспечение безопасности литий-ионных аккумуляторов).

Не только литий-ионная электрохимическая система небезопасна при перезаряде. Аккумуляторы на основе свинца и никеля также могут расплавиться и привести к пожару при неправильной эксплуатации. Правильно спроектированное зарядное оборудование имеет первоочередное значение для всех аккумуляторных систем. Наличие функции контроля температуры поможет избежать многих проблем.

4. Итоги

Зарядка литий-ионных аккумуляторов намного проще зарядки аккумуляторов на основе никеля. Нет необходимости в сложном анализе зависимых от возраста аккумулятора изменений напряжения для определения полного заряда. Процесс зарядки может быть прерывистым, нет нужды в режиме насыщения, как в случае со свинцово-кислотными аккумуляторами. Эти нюансы дают большое преимущество для использования в сфере возобновляемых источников энергии, таких как солнечные панели и ветряные турбины, которые не всегда могут полностью зарядить аккумулятор. Отсутствие необходимости в режиме поддержания заряда значительно упрощает и удешевляет зарядное устройство. Уравнительный заряд, который требуется для обслуживания тех же свинцово-кислотных аккумуляторов, не является необходимым для литий-ионных.

5. Рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов
  • Выключите заряжаемое устройство или отдельно заряжайте его аккумулятор, чтобы позволить зарядному току беспрепятственно достичь значения режима насыщения. Паразитная нагрузка сбивает с толку зарядное устройство.

  • Производите зарядку при умеренной температуре. Не заряжайте литий-ионный аккумулятор при температуре ниже 0°С (Смотрите BU-410: Зарядка аккумуляторных батарей в условиях высоких и низких температурах).

  • Литий-ионной электрохимической системе не обязателен полный заряд, частичный даже лучше, так как увеличивает срок службы аккумулятора.

  • Не все зарядные устройства имеют функцию капельной подзарядки, следовательно, на все 100 процентов аккумулятор при их помощи зарядиться не сможет.

  • Следует прекратить зарядку при обнаружении излишнего тепловыделения аккумулятора.

  • Перед длительным хранением аккумулятора зарядите его до 40-50 процентов. (Смотрите BU-702: Как правильно хранить электрические батареи).

Последнее обновление 2016-02-23

Li-ion аккумулятор: как правильно заряжать

Свыше 80% портативной электротехники работает от литий-ионных аккумуляторов. Они просты, надежны и долговечны, если знать их особенности и как правильно заряжать li-ion батареи. 

Конструкция литий-ионной АКБ – аккумуляторная банка, которая объединена с платой защиты. Для мощных аккумуляторов используется система из нескольких блоков с платами защиты, объединенная балансиром, который выравнивает уровень заряда для равномерной работы всех элементов. Используемые здесь технологии отличаются от предыдущих. Поэтому ответом на вопрос, как заряжать новый литий-ионный аккумулятор, будет – как обычно, он не требует особых манипуляций.

Это интересно: Как правильно заряжать аккумуляторные батарейки

Этот тип элементов питания очень требователен к процессу зарядки. Так, максимально допустимое напряжение равняется 4,2 В с допуском всего 0,05 В. Плата защиты отвечает именно за то, чтобы показатели аккумулятора оставались в пределах нормы. Мы собрали самые важные советы, с помощью которых вы разберетесь, как правильно заряжать литий-ионный аккумулятор. Они достаточно простые в исполнении, но при этом действенные.

Как заряжать li-ion аккумулятор: главные правила

Чтобы ваш литий-ионный аккумулятор работал как можно дольше, воспользуйтесь простыми рекомендациями.

Используйте оригинальное зарядное устройство

Первое, на что обращать основное внимание – это необходимость пользоваться только оригинальным зарядным устройством. Это в меньшей степени актуально для смартфонов, поскольку во многих моделях ЗУ уже встроено в телефон, а сетевой адаптер только подает ток расчетных параметров. Тем не менее использование оригинального адаптера помогает сохранять оптимальные условия эксплуатации для АКБ.

Иначе дело обстоит с техникой, где нет встроенных ЗУ, к примеру, с фотокамерами. Здесь использование зарядного устройства, предусмотренного и рекомендованного производителем, крайне важно. Только так можно добиться правильной зарядки элемента. Даже если вы подберете зарядник, аналогичный по параметрам, можете сильно навредить аккумулятору из-за случайного перезаряда.

Не разряжайте аккумулятор полностью

Интересная особенность в вопросе, как заряжать li-ion аккумулятор, состоит в том, что у них отсутствует «эффект памяти», зато очень чувствительная к повреждениям химическая система. Особенно это касается разрядки. Производители гаджетов рекомендуют ставить их заряжаться, когда индикатор батареи показывает 10-20%. Таким нехитрым способом вы существенно продлеваете ее срок жизни: с 400-600 полных циклов до 800-1000.

Это правило в большей мере относится к незащищенным моделям аккумуляторов, но также достаточно эффективно работает в случае наличия защиты. Защитная плата обычно держит напряжение в пределах 2,4 В. Однако, если девайс разрядился до минимального значения, а потом в силу обстоятельств долгое время был без зарядки, риск повреждения АКБ многократно увеличивается. Следующее правило частично пересекается с текущим. 

Если нужно длительное хранение, оставляйте аккумулятор заряженным на 40-50%

Здесь логика простая и связана с особенностями технологии. Так, если вы оставляете полностью заряженную батарею на долгое бездействие, то есть риск, что спустя некоторое время она утратит часть емкости. 

С другой стороны, полностью или почти разряженный аккумулятор также нельзя класть на хранение. Это уже грозит его переразрядом и «смертью», причем навсегда. Оптимальный ответ на вопрос, как заряжать литий-ионный аккумулятор для долгого хранения – до 50%, не больше и не меньше.

Не допускайте перегрева и переохлаждения

Li-ion батареи достаточно неприхотливы, чтобы выживать при температурах от -30°C до +40°С. При этом они достаточно чувствительны к значительным перепадам температур. Если вы будете долго держать аккумулятор на холоде, время его работы очень сокращается. К примеру, каждый владелец смартфона зимой замечал, когда на улице устройство начинает разряжаться вдвое-втрое быстрее обычного. Передержка АКБ на холоде может разрушить его структуру.

Не менее страшен перегрев. Во-первых, нагревание батареи свыше 60°С просто грозит ее повреждением. Во-вторых, если вы зарядили устройство в нормальных условиях, а потом аккумулятор попал в условия высокой температуры (от солнечных лучей, нагревательного прибора рядом и т.д.), то может быть переразряд со всеми вытекающими последствиями.

Заряд Li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

△

▽

07.02.2020

Плюсы и минусы Li-ion АКБ

Литий-ионный аккумулятор – один из самых распространенных видов АКБ, широко используется в большом количестве современной бытовой электроники, электромобилях и всеми любимых портативных гаджетах.
Главные плюсы АКБ данного типа – большой ток отдачи, высокая плотность накапливаемой энергии, малый саморазряд, стабильное напряжение, не требует обслуживания, большой рабочий ресурс (более 1000 циклов заряда и разряда), и относительная неприхотливость.
Но есть и минусы – такие аккумуляторные батареи не любят глубоких разрядов, желательно их заряжать до падения ниже — 10% заряда. Оптимальная температура работы 20-25 градусов Цельсия. В холоде процесс разряда происходит быстрее, так же не рекомендуется заряжать холодные АКБ. Как и во всех остальных типах аккумуляторов — не следует превышать допустимые значения напряжения и тока. При механическом повреждении или замыкании li-ion аккумулятора может произойти возгорание. Но если внимательно относиться к эксплуатационным особенностям, то можно значительно продлить их срок службы.

Типоразмеры li-ion аккумуляторов

Для того что бы определить формат у li-ion АКБ имеется система маркировки:

  • Первые две цифры указывают на диаметр АКБ (в мм).
  • Следующие две цифры говорят о длине АКБ (в мм).
  • Последняя цифра служит ссылкой на форм-фактор элемента питания (для цилиндрических обозначается как 0)
Рассмотрим один из самых популярных форм цилиндрических li-ion АКБ c маркировкой – 18650 (например, данный типоразмер используется в ноутбуках, производстве составных АКБ для автомобилей Tesla и для питания разнообразной портативной электроники. Об этом типоразмере далее и пойдет речь).
  1. 18 – диаметр (в мм)
  2. 65 – длинна (в мм)
  3. 0 – обозначение цилиндрической формы

Заряд li-ion АКБ типоразмера 18650 с помощью Вымпел-55

У большей части электроники с li-ion АКБ имеются встроенные механизмы для заряда, для подзарядки достаточно просто подключить в сеть через адаптер. В других случаях аккумулятор нужно заряжать самостоятельно.
Номинальное напряжение li-ion АКБ типоразмера 18650 составляет 3,7В.
Напряжение заряда составляет 4,1В

Наиболее правильно заряжать li-ion АКБ в два этапа:

  • На первом этапе нужно заряжать АКБ постоянным током, с расчетом 0.5С (где С – емкость батареи в Ач) соответственно если емкость батареи составляет – 3Ач, ток заряда должен составлять 1,5 А. Если емкость батареи указана в мА, то можно пересчитать: 1000 мАч = 1 Ач. Заряд происходит до достижения напряжения на АКБ 4.1 В.
  • После достижения напряжения в 4. 1В — заряд идет при постоянном напряжении и постепенном снижении тока.

График заряда


Как только ток заряда уменьшится 0.05-0.01С, заряд можно считать завершенным.
Вымпел–55 может работать в автоматическом режиме, т.е. самостоятельно понижать ток при достижении нужного напряжения.

Порядок действий:

Для зарядки нам понадобится: Вымпел-55 и батарейный отсек 1×18650 (с выводами на + и — , для подключения зажимов)

Батарейный отсек


  • Подключаем Вымпел–55 к сети, выставляем в настройках «Алгоритм– 1»
    Подробнее о алгоритмах(видео)
  • Далее по инструкции выставляем нужные значения напряжения и тока
  • Подключаем зажимы к выводам + и –
  • Отключаем зарядное устройство после окончания заряда
  • Заряд составных батарей 18650

    Для заряда более одного элемента с последовательным подключением необходим балансир для выравнивания заряда. У нас в продаже есть зарядное устройство с встроенным балансиром: Вымпел-10

Возврат к списку

Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов.

Источники питания и зарядные устройства

Заряд литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов подобно зарядному устройству для свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA) в части ограничения напряжения на аккумуляторе. Основные различия между ними заключаются в том, что у зарядного устройства для Li-ion аккумуляторов – выше напряжение на элемент (номинальное напряжение элемента 3.6 V против 2 V для SLA), более жесткий допуск на это напряжение и отсутствие медленного или плавающего подзаряда по окончании полного заряда.

В то время как для SLA аккумуляторов допустима некоторая гибкость в установке значения напряжения прекращения заряда, то для Li-ion аккумуляторов изготовители очень строго подходят к выбору этого напряжения. Порог напряжения прекращения заряда для Li-ion аккумуляторов с графитовым электродом – 4.10 V, с коксовым электродом – 4.20 V, допуск на установку для обоих типов + – 0.05 V на элемент. Для вновь разрабатываемых Li-ion аккумуляторов, вероятно, будут другие значения этого напряжения. Следовательно, зарядные устройства для них должны быть адаптированы к требуемому напряжению заряда.

Более высокое значение порога напряжения обеспечивает большее значение емкости, поэтому в интересах изготовителя выбрать максимально возможный порог напряжения без нарушения безопасности. Однако на величину этого порога влияет температура аккумулятора, и его устанавливают достаточно низким для того, чтобы допустить повышенную температуру при заряде. Вмешательство потребителя в любое Li-ion зарядное устройство не рекомендуется.

В зарядных устройствах и анализаторах аккумуляторов, которые позволяют изменять порог напряжения, правильная установка этого порога должна соблюдаться при обслуживании любых аккумуляторов Li-ion типа. Однако большинство изготовителей не обозначают тип Li-ion аккумулятора. И если напряжение установлено неправильно, то коксовый аккумулятор выдаст более низкое значение емкости, а графитовый будет немного перезаряжен. При умеренной температуре, никакого повреждения не происходит, и более низкое напряжение разряда не повредит графитовому аккумулятору. Ниже приведена таблица, позволяющая сравнить варианты исполнения элементов аккумуляторов с коксовым и графитовым электродами.

Время заряда Li-ion аккумуляторов приблизительно 3 часа и аккумулятор остается прохладным во время заряда. Полный заряд достигается после того, как напряжение достигнет верхнего порога напряжения, и (and the current has dropped and leveled off to a low plateau ) ток уменьшится до некоторого низкого уровня.

Увеличение зарядного тока в Li-ion зарядном устройстве не намного сокращает время заряда, особенно для коксового исполнения. Хотя и пик напряжения достигается быстрее, все же лучше более длительный заряд. На рис. 9 приведены стадии заряда Li-ion аккумулятора. Наблюдайте сходство с SLA зарядным устройством.

Рис. 9. Стадии заряда Li-ion аккумуляторов

При основном методе заряд оканчивается, как только уровень напряжения достигнут. Такое зарядное устройство более быстрое и простое, чем зарядное устройство с двумя стадиями, но оно может зарядить аккумулятор только до 70 % емкости.

Медленный заряд не применяется, потому что Li-ion аккумулятор не терпит перезаряда.

Медленный заряд может вызвать металлизацию лития, что приводит к нестабильности элемента.

Вместо этого, время от времени для компенсации маленького саморазряда аккумулятора из-за небольшого тока потребления устройством защиты, может применяться кратковременный заряд.

Коммерческие Li-ion аккумуляторы содержат несколько встроенных устройств защиты. Обычно, плавкий предохранитель срабатывает, если напряжение заряда любого элемента достигает 4.30 V или температура элемента достигает 100° C (212° F). Переключатель давления в каждом элементе прекращает заряд, если превышен некоторый порог давления; а внутренняя схема управления отключает аккумулятор в нижней и верхней точках напряжения.

Большинство изготовителей продают Li-ion элементы только в составе аккумулятора вместе с устройством защиты. Эта предупредительная процедура вызвана возможной опасностью взрыва и воспламенения в случае, если аккумулятор заряжается и разряжается вне безопасных ограничений.

Потенциально может возникнуть проблема, если корпуса аккумуляторов, зарезервированные для NiCd и NiMH аккумуляторов, приспособлены к Li-ion элементам. Такие аккумуляторы могут заряжаться на не предназначенных для них зарядных устройствах и могут быть причиной опасности, если нет защиты против заряда на таком зарядном устройстве. Рекомендуется изготавливать выводы Li-ion аккумуляторов несовместимыми с выводами NiCd и NiMH аккумуляторов.

Незаряжаемые литиевые аккумуляторы занимают значительную долю рынка среди таких приложений как видеокамеры, часы и маленькие электронные устройства. Из-за их длительного периода работоспособности и высокой плотности энергии, литиевые аккумуляторы также используются для военных приложений и аварийных устройств.

Меры предосторожности: Никогда не пытайтесь заряжать незаряжаемый литиевый аккумулятор! Попытка зарядить эти аккумуляторы может вызывать взрыв и воспламенение, которые распространяют ядовитые вещества и могут причинить повреждения оборудованию.

Меры безопасности: В случае разрушения, утечки электролита и попадания его на кожу или глаза, немедленно промойте эти места проточной водой. Если электролит попал в глаза, промойте их проточной водой в течение 15 минут и обратитесь к врачу.

Дополнительная информация:

Заряд Li-ion (Li-polymer) аккумуляторов первоначально осуществляется постоянным током до момента достижения напряжения на аккумуляторе 4.2 В, а затем при постоянном напряжении до момента уменьшения тока до величины, равной 0.05С. После этого заряд полностью прекращается. Типовые характеристики быстрого заряда Li-ion и Li-polymer аккумуляторов в зависимости от тока заряда приведены на рис. 10.

Рис. 10. Типовые характеристики быстрого заряда Li-ion (Li-polymer) аккумуляторов

Зарядка литиевых батарей: основы

Никки Мойлан 19 марта 2021 г.

При покупке в нашей компании процесс зарядки литиевых батарей становится повседневной частью рутины, и мы понимаем, что существует много информации о наших продуктах. Будь то то, как технология принимает зарядку, или передовые методы зарядки, мы здесь, чтобы изложить основы. Будь то передовые методы зарядки литиевых батарей, чтобы получить дополнительную информацию о том, как они работают и можно ли заряжать, чтобы ваша аккумуляторная система работала эффективно, наша команда всегда готова помочь.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4?

Наша команда получает этот вопрос ежедневно, и у нас есть сообщение в блоге о зарядке LiFePO4 аккумуляторов, которое помогает решить эту тему. Существует три основных способа зарядки системы: от солнечной батареи, от генератора и от берега.

Battle Born Batteries продает аксессуары только тех брендов, которые, как мы знаем, производят качественную продукцию. Одна из таких компаний — Victron Energy. Battle Born — главный продавец компонентов Victron, потому что они надежны и хорошо сконструированы.Они даже предлагают телефонное приложение Victron Connect, в котором вы можете просматривать все сведения о своих устройствах с поддержкой Bluetooth.

Наша команда также рекомендует компоненты от Progressive Dynamics и Magnum. У нас есть много вещей для покупки, так что загляните в наш магазин, если вам нужно больше мощности!

Один из компонентов, который мы часто рекомендуем, — это контроллеры заряда Victron Energy SmartSolar MPPT для систем, оборудованных солнечными батареями. Для контроллеров заряда от солнечных батарей мы рекомендуем следующие настройки:

  • Насыпная и абсорбционная: 14.2-14,6 вольт (рекомендуется 14,4 вольт)
  • , поплавок: 13.6

Мы также часто предлагаем интеллектуальное зарядное устройство Victron IP-65 Blue Smart Charger, поскольку оно водонепроницаемо, совместимо с Bluetooth и имеет профиль зарядки для литиевых аккумуляторов и аккумуляторов другого химического состава. Это устройство подключается напрямую к аккумулятору и предназначено для зарядки от одного аккумулятора. Он отлично подходит для тех, кто работает с троллинговыми двигателями или имеет последовательно подключенные аккумуляторные системы.

Для зарядки генератора мы часто рекомендуем использовать зарядное устройство постоянного тока или зарядное устройство аккумулятор-аккумулятор.Изолированное зарядное устройство Victron Orion-TR Smart DC-DC — это адаптивное трехступенчатое зарядное устройство с алгоритмами для опций накопления, поглощения и поплавка.

Вы также можете безопасно смешивать химические составы батарей с этим устройством, например пусковую батарею AGM с домашним литиевым банком. Стремитесь к диапазону от 14,2 В до 14,6 В с объемной ступенью и ступенью абсорбции, а для плавающей ступени лучше всего подходит 13,6 В.

Хотя литиевые батареи технически не требуют плавающего заряда, подавляющее большинство устройств все еще имеют режим плавающего заряда.Батареи, естественно, имеют напряжение 13,6 В, но достижение 14,6 В является идеальным и должно произойти, чтобы задействовать механизмы балансировки.

Зарядка от генератора — это распространенный метод подзарядки литиевых батарей. Зарядка от генератора — отличный вариант, однако вам понадобится дополнительное оборудование, например, диспетчер изоляции аккумулятора (BIM).

Хорошо известный в отрасли инструмент, этот компонент специально запрограммирован для работы с нашими батареями. Он помогает одновременно контролировать дом и стартовый блок и имеет высокое внутреннее сопротивление.Он, безусловно, может потреблять больше энергии от генератора по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.

BIM обеспечивает дополнительный уровень безопасности, чтобы не повредить систему из трех или более литиевых батарей при зарядке от генератора во время длительной поездки. Если в вашей системе менее трех наших батарей, BIM не требуется, и вместо этого вы можете использовать стандартный изолятор. Они могут регулировать ток до 220 ампер и предотвращать повреждение генератора при длительной поездке.

Sterling Устройства защиты генератора переменного тока (APD) также доступны в нашем магазине, чтобы предотвратить повреждение от скачков напряжения. Эти устройства включаются с небольшой резистивной нагрузкой в ​​миллиампер-час, чтобы уменьшить возможное повышение напряжения из-за обрыва кабеля или любых других проблем. Если увеличение будет чрезмерно резким, это может привести к серьезному повреждению APD, но ваш генератор, батареи и регуляторы были защищены.

Цикл зарядки литиевой батареи: плавать или не плавать?

Наши литиевые батареи не нуждаются в подзарядке.

Что касается цикла зарядки и наших аккумуляторов, им не нужно плавать. Когда вы полностью зарядите литиевые батареи, вы можете отключить зарядное устройство и оставить их на хранение. Учтите, что со временем батареи немного разряжаются, но это не повредит батарею. Может потребоваться долить их при извлечении из хранилища. Нет необходимости подзаряжать ваши Battle Born аккумуляторы.

Однако, если у вас есть фургон с батареей, подключенной к берегу, вам следует избегать работы ваших приборов с батареей.Если вы не используете выключатель в своей системе, у вас нет выбора, откуда поступать 12 В. Наша команда рекомендует, если у вас есть преобразователь выходного напряжения с фиксированным выходным напряжением, лучше всего использовать выключатель, чтобы вынуть батареи из цепи и дать им отдохнуть.

Если у вас есть многоступенчатое зарядное устройство или преобразователь, вы можете оставить батареи в цепи, потому что они смогут оставаться при приемлемом напряжении на последней стадии заряда.

При зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов есть три основных этапа: накопление, абсорбция и плавание.Иногда для свинцово-кислотных аккумуляторов также требуются этапы выравнивания и техобслуживания. Это значительно отличается от зарядки литиевых батарей и их ступени постоянного тока и ступени постоянного напряжения. На этапе постоянного тока он будет поддерживать его в стабильном состоянии, пока батарея берет основную часть заряда. Как только будет достигнуто максимальное напряжение, зарядное устройство будет удерживать это напряжение, и ток начнет падать по мере того, как батарея будет заряжена.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов эта стадия постоянного напряжения обычно называется абсорбцией, и поскольку свинцово-кислотная батарея имеет более высокое сопротивление, зарядное устройство задействует стадию более высокой абсорбции в середине цикла зарядки. Вы можете выполнять массовую зарядку на максимальном токе в течение нескольких часов, а затем вам придется подождать еще 2-3 часа, пока батарея будет заряжаться. Напротив, наши батареи будут оставаться на стадии постоянного тока или в течение почти всего цикла зарядки.

При достижении максимального напряжения 14,4 В аккумулятор в основном заряжается. Теперь мы просим вас поддерживать это напряжение в течение 15-20 минут на каждую батарею. Батарея необязательно должна быть полностью заряжена, но это помогает сбалансировать ее.Напряжение ячейки начинает отделяться при максимальном напряжении. Как только это разделение напряжений произойдет, мы сможем сказать, какая ячейка заряжена больше, чем другие.

Как только мы это узнаем, система управления батареями (BMS) может инициировать цикл балансировки, в котором самые заряженные батареи обескровливаются через резистор, а затем все они могут вернуться к одному и тому же состоянию заряда. Хотя для нашей батареи не требуется абсорбции, мы используем стадию абсорбции в обычных зарядных устройствах для балансировки ячеек.

Все о мультибанковской зарядке:

Зарядка с несколькими банками — отличный способ сбалансировать последовательно соединенные аккумуляторные системы. Подключены положительный полюс к отрицательному для создания системы 24 В, поэтому важно следить за тем, чтобы батареи были сбалансированы. Первая разрядившаяся батарея перейдет в режим отключения при низком напряжении, что приведет к срабатыванию другой батареи. В итоге вы получите систему с меньшей производительностью, чем вы думаете.

Это также применимо, когда в вашей системе происходит отключение из-за высокого напряжения, поэтому выполнение этих шагов защитит вашу систему в любой из этих экстремальных ситуаций.Если вы будете часто заряжать их, они с большей вероятностью останутся в балансе, потому что BMS будет внутренне балансировать систему. В этом многоблочном зарядном устройстве выходные провода электрически изолированы и по-прежнему могут подключать каждый отдельный вывод к каждой батарее, не прерывая зарядки. Оба они будут готовы к разрядке и будут полностью заряжены.

Если вы хотите приобрести собственное зарядное устройство для нескольких банков, мы рекомендуем зарядное устройство Dual Pro Professional Series для вашей системы.Это также популярный выбор среди любителей ловли окуня. Он имеет специальный алгоритм для наших батарей и предлагается с 2 или 4 вариантами выхода.

Какое правильное напряжение зарядки для литиевых батарей 12 В, 24 В и 48 В?

Параметры зарядки нашего Battle Born Battery следующие:

  • Объем / поглощение = 14,2–14,6 В.
  • Float = 13,6 В или ниже.
  • Нет эквалайзера (или, если возможно, установите его на 14,4 В).
  • Нет температурной компенсации.
  • По возможности, время поглощения составляет примерно 20 минут на одну батарею.

Для системы 12 В мы действительно хотим сделать акцент на достижении 14,2–14,6 В для объемного и абсорбционного и плавающего значений 13,6 В или ниже.

Для системы на 24 В мы предлагаем объемную скорость и скорость поглощения 28,4–29,2 В с плавающей точкой до 27,2 В или ниже. Никакого выравнивания не требуется, но, если это возможно, мы рекомендуем 28,8 В. Температурная компенсация также не требуется, и время поглощения составляет примерно 20 минут на одну батарею, если это возможно.

Для системы 48 В мы рекомендуем объемную скорость и скорость поглощения 57,4 В и плавающую с 56,5 В до 57 В. Иногда одна из батарей может вызвать отключение высокого напряжения в вашей системе. Внутренняя BMS батареи поможет справиться с отключением высокого напряжения. Наша команда хочет подчеркнуть, что в целом нет ничего плохого в том, чтобы поиграться со ставками оплаты для оптимизации вашей системы.

Сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?

Один из наших наиболее часто задаваемых вопросов — «сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?»

Наши эксперты отмечают, что время зарядки зависит от конкретного зарядного устройства в вашей системе.Литий-ионные батареи имеют низкое внутреннее сопротивление, поэтому они принимают на себя весь ток, подаваемый в текущем цикле зарядки. Например, если у вас есть зарядное устройство на 50 ампер и одна батарея на 100 ампер-час, разделите 100 ампер на 50, чтобы получить время зарядки 2 часа.

Другой пример: у вас есть пять аккумуляторов на 100 Ач (ампер-час), всего 500 Ач и зарядное устройство на 100 А. Зарядка с нуля до 100 процентов займет около 5 часов с учетом времени, достаточного для балансировки цикла зарядки.Мы не рекомендуем вам превышать эту скорость зарядки, так как это может привести к сокращению срока службы батареи. В экстренной ситуации аккумулятор можно заряжать быстрее, если это необходимо, но мы не рекомендуем вам брать в привычку экстренную зарядку аккумулятора.

Если у вас есть дополнительные вопросы по зарядке литиевых батарей, наш канал YouTube и раздел часто задаваемых вопросов на нашем веб-сайте предлагают обширную информацию. Нужна дополнительная помощь? Направляйте свои вопросы нашим специалистам по продажам и техническим вопросам, позвонив им по телефону 855-292-2831 или отправив электронное письмо на адрес [адрес электронной почты защищен].

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Как заряжать литий-ионные аккумуляторы, литий-полимерные аккумуляторы и литий-железо-фосфатные элементы, включая зарядные устройства для литиевых аккумуляторов.

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Basics

Эти примечания в равной степени относятся и к литию. ионные и литий-полимерные батареи.Химия в основном такая же для два типа аккумуляторов, поэтому методы зарядки литий-полимерных аккумуляторов могут использоваться для литий-ионных аккумуляторов.
Зарядка лития фосфата железа 3,2 вольт ячейки идентичны, но фаза постоянного напряжения ограничена до 3,65 вольт.

Литий-ионный аккумулятор легко заряжается. Безопасная зарядка — это труднее. Основной алгоритм — зарядка при постоянном токе (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от производителя), пока батарея не достигнет 4.2 Vpc (вольт на ячейке) и удерживайте напряжение на уровне 4,2 В, пока ток заряда не упадет. до 10% от первоначальной ставки начисления. Условием прекращения является падение ток заряда до 10%. Максимальное напряжение зарядки и ток завершения незначительно варьируется в зависимости от производителя.

Однако таймер заряда должен быть включены для безопасности.

Заряд не может быть прекращен напряжением. В Емкость, достигнутая при 4,2 В на элемент, составляет всего от 40 до 70% полной мощности если не заряжается очень медленно. По этой причине вам нужно продолжать заряжать до тех пор, пока ток не упадет, и прекратить работу на слабом токе.

Это Важно отметить, что непрерывная подзарядка неприемлема для литиевых аккумуляторов. батареи. Литий-ионная химия не может допустить перезарядку, не вызывая повреждение элемента, возможно, отслоение металлического лития и превращение опасно.

Плавающая зарядка, тем не менее, является полезным вариантом. Проблема безопасности с поддержанием постоянного заряда аккумулятора — это то, что если зарядное устройство должно как-то сойти с ума и подать более высокое напряжение, могут быть проблемы.Так что по логике, чем короче включается зарядное устройство, тем меньше вероятность заряда при подключении к аккумулятору выйдет из строя. Однако есть еще один Метод безопасности, плата защиты аккумулятора, которая должна быть включена либо на аккумулятор или в другой цепи между аккумулятором и зарядным устройством. BPB (также известная как PCB для «платы защиты») или другое управление батареей. цепь остановит заряд, если напряжение станет слишком высоким.

Иногда возникает вопрос «Каков эффект от зарядки менее 4,2 вольт?» В отличие от других батарей химии аккумулятор будет заряжаться, но никогда не достигнет полной зарядки, это будет взиматься только частичная оплата. Причина этого в том, что ионы помещаются в анодные или катодные кристаллы требуют большего напряжения, чем простой напряжение электрохимической ячейки. Чем выше напряжение, тем больше ионов может быть вставлен. Ссылка на эту страницу содержит наши исследования и некоторые количественные данные. от относительной емкости заряженных литий-ионных аккумуляторов ниже 4.2 вольт. Преимущество зарядки при более низком напряжении заключается в том, что срок ее службы сокращается. резко вверх.

Эта ссылка показывает, как литиевое железо Емкость фосфатных аккумуляторов изменяется в зависимости от напряжения заряда. Напряжение заряда эксперименты с литий-железо-фосфатными батареями, показывающие, как меняется емкость с зарядным напряжением.

Медленная зарядка ионно-литиевых батарей

Когда скорость заряда во время фазы постоянного тока низкая, процесс зарядки будет тратить меньше времени во время хвоста постоянного напряжения.Если вы заряжаете ниже около 0,18 ° C, при достижении 4,2 вольта ячейка практически заполнена. Этот может использоваться как альтернативный алгоритм начисления. Просто зарядите ниже 0,18C постоянный ток и прекратить заряд, когда напряжение достигнет 4,2 вольт на ячейку.

Безопасность

Каждый литий-ионный аккумулятор должен иметь метод поддержания баланса клеток и предотвращения их чрезмерно разряжены. Обычно это делается с помощью доски безопасности, которая контролирует зарядка и разрядка пакета и предотвращение опасных вещей.Технические характеристики этих досок безопасности продиктованы производителем ячейки, и может включать в себя следующее:

  • Защита от обратной полярности
  • Температура заряда — нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
  • Зарядный ток не должен быть слишком большим, обычно ниже 0,7. С.
  • Защита от тока разряда для предотвращения повреждений из-за короткого замыкания. схемы.
  • Напряжение заряда — постоянный предохранитель размыкается при слишком высоком напряжении. прикладывается к клеммам АКБ
  • Защита от перезарядки — останавливает заряд при напряжении на ячейку поднимается выше 4,30 вольт.
  • Защита от чрезмерной разрядки — прекращает разрядку, когда аккумулятор напряжение падает ниже 2,3 В на элемент (зависит от производителя).
  • Предохранитель
  • A размыкается, если аккумулятор когда-либо подвергается воздействию высоких температур. выше 100 ° С.

Зарядка литиевых (LiFePO4) аккумуляторов | RELiON

Все, что вам нужно знать о зарядке литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4)

Замена может быть сложной даже при переходе со свинцово-кислотной батареи на литиево-железо-фосфатную. Правильная зарядка аккумулятора имеет решающее значение и напрямую влияет на производительность и срок службы аккумулятора. Узнайте, как зарядить аккумулятор RELiON LiFePO4, чтобы получить максимальную прибыль.

Условия зарядки

Как и ваш мобильный телефон, вы можете заряжать литий-железо-фосфатные батареи в любое время. Если вы дадите им полностью разрядиться, вы не сможете использовать их, пока они не зарядятся. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-железо-фосфатные аккумуляторы не повреждаются, если оставить их в частично заряженном состоянии, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, чтобы зарядить их сразу после использования. У них также нет эффекта памяти, поэтому вам не нужно полностью их разряжать перед зарядкой.

Аккумуляторы

RELiON LiFePO4 могут безопасно заряжаться при температуре от -4 ° F до 131 ° F (0 ° C — 55 ° C), однако мы рекомендуем заряжать при температуре выше 32 ° F (0 ° C). Если вы все-таки заряжаете при температурах ниже нуля, вы должны убедиться, что ток заряда составляет 5-10% от емкости аккумулятора.

Как зарядить LiFePO4 аккумулятор

Идеальный способ зарядить аккумулятор LiFePO4 — использовать зарядное устройство для литий-железо-фосфатного аккумулятора, так как оно будет запрограммировано с соответствующими ограничениями напряжения. Большинство зарядных устройств для свинцово-кислотных аккумуляторов отлично справятся с этой задачей. Профили заряда AGM и GEL обычно находятся в пределах напряжения литий-железо-фосфатной батареи. Зарядные устройства для влажных свинцово-кислотных аккумуляторов имеют более высокий предел напряжения, что может привести к переходу системы управления батареями (BMS) в режим защиты. Это не повредит батарею; однако это может привести к появлению кодов неисправностей на дисплее зарядного устройства.

Параллельная зарядка аккумуляторов Best Practices

При параллельном подключении литиевых батарей лучше заряжать каждую батарею по отдельности, прежде чем выполнять параллельное (ые) соединение (я).Если у вас есть вольтметр, проверьте напряжение через пару часов после завершения зарядки и убедитесь, что они находятся в пределах 50 мВ (0,05 В) друг от друга, прежде чем подключать их параллельно. Это минимизирует вероятность дисбаланса между батареями и максимизирует производительность системы. Если со временем вы заметите, что емкость вашей аккумуляторной батареи уменьшилась, отключите параллельные соединения и зарядите каждую батарею по отдельности, а затем снова подключите.

Последовательная зарядка аккумуляторов Передовой опыт

Последовательное соединение литиевых батарей во многом похоже на их параллельное соединение, лучше всего заряжать каждую батарею по отдельности, проверять напряжение и следить за тем, чтобы оно находилось в пределах 50 мВ (0.05V) друг от друга перед последовательным подключением.

Настоятельно рекомендуется заряжать литиевые батареи последовательно с помощью универсального зарядного устройства. Это означает, что каждая батарея заряжается одновременно, но полностью независимо от другой. В некоторых приложениях это непрактично, поэтому RELiON предлагает батареи на 24 В и 48 В, чтобы снизить потребность в нескольких батареях, подключенных последовательно.

Что насчет хранения?

Литий-железо-фосфатные батареи намного проще хранить, чем свинцово-кислотные. Для кратковременного хранения от 3 до 6 месяцев ничего делать не нужно. В идеале перед хранением оставьте их заряженными примерно на 50%. Для длительного хранения лучше всего хранить их с 50% -ным уровнем заряда, а затем циклически разряжать их, заряжать и затем частично разряжать примерно до 50% каждые 6-12 месяцев.

Основные различия между литий-железо-фосфатными и свинцово-кислотными аккумуляторами, когда дело доходит до зарядки

Литиевые батареи

могут заряжаться при гораздо более высоком токе, и они заряжаются более эффективно, чем свинцово-кислотные, что означает, что их можно заряжать быстрее.Литиевые батареи не нужно заряжать, если они частично разряжены. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые при частичном заряде сульфатируются, что резко снижает производительность и срок службы.

Литиевые батареи

RELiON поставляются с внутренней системой управления батареями (BMS), которая защищает батарею от перезарядки, тогда как свинцово-кислотные батареи могут быть перезаряжены, что увеличивает скорость коррозии сети и сокращает срок службы батареи.

Для получения более подробной информации о зарядке литиевых батарей RELiON, ознакомьтесь с нашими инструкциями по зарядке и свяжитесь с нами , если у вас есть какие-либо вопросы.


Об авторе:

Кристина Федорова — вице-президент по управлению продуктами и стратегии в RELiON Battery. Обладая более чем 23-летним опытом работы с аккумуляторами глубокого цикла, в том числе свинцово-кислотными и AGM, а также литиевыми аккумуляторами, Кристина является инженером с опытом тестирования аккумуляторов, разработки продуктов и управления ими, а также технической поддержки. Следите за Кристиной в LinkedIn здесь.

Неупорядоченный анод из каменной соли для быстро заряжаемых литий-ионных аккумуляторов

  • 1.

    Арман, М. и Тараскон, Дж. М. Создание лучших батарей. Nature 451 , 652–657 (2008).

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 2.

    Ларчер Д. и Тараскон Дж. М. На пути к более экологичным и экологически безопасным батареям для хранения электроэнергии. Nat. Chem . 7 , 19–29 (2015).

    CAS PubMed Google ученый

  • 3.

    Грей, К. П. и Тараскон, Дж. М. Устойчивость и мониторинг на месте при разработке аккумуляторных батарей. Nat. Mater . 16 , 45–56 (2017).

    ADS Google ученый

  • 4.

    Lee, J. et al. Раскрытие потенциала катионно-неупорядоченных оксидов для литиевых аккумуляторных батарей. Наука 343 , 519–522 (2014).

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 5.

    Perez, A. J. et al. Приближение к пределам катионной и анионной электрохимической активности с богатой литием слоистой каменной солью Li 3 IrO 4 . Nat. Энергия 2 , 954–962 (2017).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 6.

    Дан, Дж. Р., Чжэн, Т., Лю, Ю. и Сюэ, Дж. С. Механизмы введения лития в углеродсодержащие материалы. Наука 270 , 590 (1995).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 7.

    Dahn, J. R. Фазовая диаграмма Li x C 6 . Phys. Ред. B 44 , 9170–9177 (1991).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 8.

    Ли, Х., Лю, X., Чжай, Т., Ли, Д. и Чжоу, Х. Ли 3 VO 4 : многообещающий вставной анодный материал для литий-ионных аккумуляторов. Adv. Энергетика . 3 , 428–432 (2013).

    CAS Google ученый

  • 9.

    Кларк, С. Дж., Ван, Д., Армстронг, А. Р. и Брюс, П. Г. Ли (V 0,5 Ti 0,5 ) S 2 в качестве электрода для интеркаляции лития 1 В. Nat. Commun . 7 , 10898 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 10.

    Урбан, А., Мэттс, И., Абделлахи, А. и Седер, Г. Расчетный дизайн и получение катионно-неупорядоченных оксидов для литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Adv. Энергетика . 6 , 1600488 (2016).

    Google ученый

  • 11.

    Pralong, V. et al. Электрохимический синтез богатого литием оксида типа каменной соли Li 5 W 2 O 7 с обратимыми деинтеркаляционными свойствами. Inorg. Chem . 53 , 522–527 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 12.

    Михайлова Д. и др. Введение лития в Li 2 MoO 4 : обратимое образование (Li 3 Mo) O 4 с неупорядоченной структурой каменной соли. Chem. Mater . 27 , 4485–4492 (2015).

    CAS Google ученый

  • 13.

    Delmas, C., Cognacauradou, H., Cocciantelli, J. M., Menetrier, M. & Doumerc, J. P. Система Li x V 2 O 5 — обзор структурных модификаций, вызванных интеркаляцией лития. Ион твердого тела . 69 , 257–264 (1994).

    CAS Google ученый

  • 14.

    Дельмас, К. и Коньякаураду, Х. Образование фазы омега-типа интеркаляцией лития в оксиды (Mo, V), происходящие из V 2 O 5 . J. Источники энергии 54 , 406–410 (1995).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 15.

    Yin, L. et al. Расширение границ порошкового дифракционного анализа: пространство дифракционных параметров, дефекты заполнения и атомные форм-факторы. Rev. Sci. Инструмент . 89 , 093002 (2018).

    PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 16.

    Сюй, К.Электролиты и межфазные границы в литий-ионных аккумуляторах и не только. Chem. Ред. . 114 , 11503–11618 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 17.

    Aldon, L. et al. Химическое и электрохимическое введение Li в шпинель Li 4 Ti 5 O 12 . Chem. Mater . 16 , 5721–5725 (2004).

    CAS Google ученый

  • 18.

    Liu, H. et al. Выяснение предела внедрения Li в шпинель Li 4 Ti 5 O 12 . ACS Mater. Lett . 1 , 96–102 (2019).

    CAS Google ученый

  • 19.

    Теккерей М. М., Джонсон П. Дж., Де Пиччиотто Л. А., Брюс П. Г. и Гуденаф Дж. Б. Электрохимическая экстракция лития из LiMn 2 O 4 . Mater. Res. Бык . 19 , 179–187 (1984).

    CAS Google ученый

  • 20.

    Теккерей М. М., Мансуетто М. Ф. и Бейтс Дж. Б. Структурная стабильность LiMn 2 O 4 электродов для литиевых батарей. J. Источники энергии 68 , 153–158 (1997).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 21.

    Рамана, К. В., Массо, М. и Жюльен, К.М. XPS и рамановская спектроскопическая характеристика шпинелей LiMn 2 O 4 . Surf. Интерфейс Анал . 37 , 412–416 (2005).

    CAS Google ученый

  • 22.

    Chaurand, P. et al. Новый методологический подход к интерпретации структуры вблизи края поглощения рентгеновского излучения на K-крае ванадия: приложение к исследованию состава ванадия в оксидных фазах из стального шлака. J. Phys. Chem. B 111 , 5101–5110 (2007).

    CAS PubMed Google ученый

  • 23.

    Mansour, AN, Smith, PH, Baker, WM, Balasubramanian, M. & McBreen, J. Сравнительное исследование нанофазы V с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии in situ 2 O 5 аэрогель и амбигель катоды. J. Electrochem. Soc . 150 , A403 – A413 (2003).

    CAS Google ученый

  • 24.

    Giorgetti, M. et al. Определение характеристик ксерогелевых катодов V 2 O 5 при интеркалировании лития методом рентгеновской абсорбционной спектроскопии in situ. J. Electrochem. Soc . 146 , 2387–2392 (1999).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 25.

    Рехр, Дж. Дж., Кас, Дж. Дж., Вила, Ф. Д., Прейндж, М. П. и Йориссен, К. Расчеты рентгеновских спектров без параметров с помощью FEFF9. Phys. Chem. Chem. Phys . 12 , 5503–5513 (2010).

    CAS PubMed Google ученый

  • 26.

    Radin, M. D. et al. Сокращение разрыва между теоретическими и практическими возможностями в литий-ионных слоистых оксидных катодных материалах. Adv. Энергетика . 7 , 1602888 (2017).

    Google ученый

  • 27.

    Zhao, W. et al. К прочной пленке из твердого электролита на электродах литий-ионных аккумуляторов с высокими характеристиками. Нано Энергия 63 , 103815 (2019).

    CAS Google ученый

  • 28.

    Cheng, X. et al. Обеспечение превосходной циклической стабильности слоистого катода с высоким содержанием никеля за счет сочетания межзеренной границы и поверхностного покрытия. Nano Energy 62 , 30–37 (2019).

    CAS Google ученый

  • 29.

    Mao, Y. et al. Деформация, неоднородность и микротрещины, вызванные высоковольтной зарядкой, во вторичных частицах слоистого катодного материала с высоким содержанием никеля. Adv. Funct. Mater . 29 , 17 (2019).

    Google ученый

  • 30.

    Тиниус, С., Ислам, М. М., Хейтджанс, П. и Бредоу, Т. Теоретическое исследование миграции Li в литий-графитовых интеркалированных соединениях с помощью методов DFT с коррекцией дисперсии. J. Phys. Chem. С 118 , 2273–2280 (2014).

    CAS Google ученый

  • 31.

    An, K. et al. Первые in situ измерения деформации решетки под нагрузкой на VULCAN. Металл. Матер. Пер. А 42 , 95–99 (2011).

    CAS Google ученый

  • 32.

    Ан, К., Ван, X. Л. и Стойка, А. Д. Программное обеспечение для обработки данных и интерактивной визуализации Vulcan Отчет ORNL 621 (ORNL, 2012).

  • 33.

    Ларсон, А. К. и Дрил, Р. Б. В. Система общего структурного анализа (GSAS) Отчет Лос-Аламосской национальной лаборатории (LAUR) 86-748 (LANL, 2004).

  • 34.

    Тоби, Б. Х. EXPGUI, графический пользовательский интерфейс для GSAS. J. Appl. Кристаллогр . 34 , 210–213 (2001).

    CAS Google ученый

  • 35.

    Borkiewicz, O.J. et al. Электрохимическая ячейка AMPIX: универсальный прибор для измерения рассеяния рентгеновских лучей in situ и спектроскопических измерений. J. Appl. Кристаллогр . 45 , 1261–1269 (2012).

    CAS Google ученый

  • 36.

    Verde, M. G. et al. Влияние морфологии и валентности марганца на снижение напряжения и сохранение емкости Li [Li 2/12 Ni 3/12 Mn 7/12 ] O 2 . ACS Appl. Матер. Интерфейсы 6 , 18868–18877 (2014).

    CAS PubMed Google ученый

  • 37.

    Кресс, Г. и Фуртмюллер, Дж. Эффективные итерационные схемы для ab initio расчетов полной энергии с использованием базисного набора плоских волн. Phys. Ред. B 54 , 11169–11186 (1996).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 38.

    Blöchl, P.E. Метод расширенных волн проектора. Phys. Ред. B 50 , 17953–17979 (1994).

    ADS Google ученый

  • 39.

    Пердью, Дж. П., Берк, К. и Эрнцерхоф, М. Обобщенное приближение градиента стало проще. Phys.Rev. Lett . 77 , 3865–3868 (1996).

    CAS PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 40.

    Падхи, А. К., Нанджундасвами, К. С. и Гуденаф, Дж. Б. Фосфооливины в качестве материалов положительных электродов для перезаряжаемых литиевых батарей. J. Electrochem. Soc . 144 , 1188–1194 (1997).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 41.

    Лихтенштейн, А. И., Анисимов, В. И., Заанен, Дж. Теория функционала плотности и сильные взаимодействия — орбитальное упорядочение в изоляторах Мотта – Хаббарда. Phys. Ред. B 52 , R5467 – R5470 (1995).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 42.

    Линг К., Чжан Р. Г. и Мизуно Ф. Стабильность фазы и ее влияние на электрохимические характеристики VOPO 4 и LiVOPO 4 . Дж.Матер. Chem. А 2 , 12330–12339 (2014).

    CAS Google ученый

  • 43.

    Jain, A. et al. Комментарий: The Materials Project: подход, основанный на геноме материалов, для ускорения инноваций в материалах. Заявл. Mater . 1 , 011002 (2013).

    ADS Google ученый

  • 44.

    Харт, Г. Л. У. и Форкейд, Р. В. Алгоритм для генерации производных структур. Phys. Ред. B 77 , 224115 (2008).

    ADS Google ученый

  • 45.

    Онг, С. П. и др. Python Materials Genomics (pymatgen): надежная библиотека Python с открытым исходным кодом для анализа материалов. Comput. Матер. Sci . 68 , 314–319 (2013).

    CAS Google ученый

  • 46.

    Waroquiers, D. et al. Статистический анализ координационных сред в оксидах. Chem. Mater . 29 , 8346–8360 (2017).

    CAS Google ученый

  • 47.

    Хейд, Дж., Скузерия, Г. Э. и Эрнцерхоф, М. Гибридные функционалы, основанные на экранированном кулоновском потенциале. J. Chem. Phys . 118 , 8207–8215 (2003).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 48.

    Айдинол, М. К., Кохан, А. Ф., Седер, Г., Чо, К.& Joannopoulos, J. Ab initio исследование интеркаляции лития в оксиды металлов и дихалькогениды металлов. Phys. Ред. B 56 , 1354–1365 (1997).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • 49.

    Rozier, P. et al. Катионно-неупорядоченный Li 3 VO 4 : обратимый механизм введения / удаления лития для квази-богатого литием слоистого Li 1+ x [V 1/2 Li 1/2 ] O 2 ( x = 0–1). Chem. Mater . 30 , 4926–4934 (2018).

    CAS Google ученый

  • 50.

    Zheng, C. et al. Автоматическая генерация и согласование спектров поглощения рентгеновского излучения с обучением по ансамблю. npj Comput. Mater . 4 , 12 (2018).

    ADS Google ученый

  • Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Зарядка литий-ионных аккумуляторов

    и преимущества — PowerTech Systems

    Отличия лития

    Свинцово-кислотные батареи сделаны из (что неудивительно) смеси свинцовых пластин и серной кислоты.Это был первый тип аккумуляторной батареи, изобретенный еще в 1859 году.

    С другой стороны, ионно-литиевые батареи

    являются гораздо более новым изобретением и существуют в коммерчески жизнеспособной форме только с 1980-х годов.

    Литиевая технология

    хорошо зарекомендовала себя и стала понятной для питания небольшой электроники, такой как ноутбуки или аккумуляторные инструменты, и становится все более распространенной в этих приложениях, вытесняя старые никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) аккумуляторные батареи благодаря многочисленным преимуществам лития.

    Но, как вы, возможно, помните из множества новостей несколько лет назад о возгорании неисправных аккумуляторов портативных компьютеров, литий-ионные аккумуляторы также заработали репутацию очень драматичных источников возгорания.

    Обычно используемый состав литий-ионных аккумуляторов представлял собой оксид лития-кобальта (LiCoO2), и этот химический состав аккумуляторов склонен к тепловому разгону, если аккумулятор случайно перезарядится. Это может привести к возгоранию батареи — и литиевый огонь горит быстро и горячо.

    Это одна из причин того, что до недавнего времени литий редко использовался для создания больших батарейных блоков.

    Но в 1996 году была разработана новая формула смешивания литий-ионных аккумуляторов — литий-железный фосфат e. Эти батареи, известные как LiFePO4 или LFP, имеют немного более низкую плотность энергии, но по своей природе негорючие и, следовательно, намного безопаснее, чем литий-кобальто-оксидные. А если учесть преимущества, то литий-ионные батареи становятся чрезвычайно заманчивыми.

    1 / Превосходная «полезная» емкость

    В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, считается практичным регулярно использовать 90% или более номинальной емкости банка литиевых аккумуляторов, а иногда и больше. Рассмотрим батарею на 100 ампер-часов — если бы это была свинцово-кислотная батарея, было бы разумно использовать от 30 до 50 ампер-часов сока, но с литиевым вы могли бы использовать 90 ампер-часов или даже 100 Ач (100% DoD).

    Свинцово-кислотная полезная емкость AGM Полезная емкость литий-ионных аккумуляторов
    2 / Увеличенный срок службы

    Производители и лаборатории сообщают, что от высококачественной батареи LiFePo4 можно ожидать десятков тысяч циклов.Однако это теоретические значения, которые нелегко проверить.
    С практической точки зрения и при реальном использовании батареи LiFePo4 стандартного качества могут обеспечивать не менее 2000 циклов заряда / разряда при 80% степени разряда и 1С, а оставшаяся емкость остается выше 80%. Эти значения зависят от скорости заряда, глубины разряда, но, что более важно, от качества используемых элементов.

    Эти результаты жизненного цикла намного лучше, чем химические составы NMC или NCA, широко используемые в индустрии электромобилей.Напротив, даже самые лучшие свинцово-кислотные батареи глубокого разряда обычно рассчитаны только на 500-1000 циклов.

    Для батарей , таких как произведенные PowerTech Systems , с использованием высококачественных элементов, отсортированных и согласованных, от 4000 до 5000 циклов может быть доставлен при 1С и 80% DoD. Это количество циклов можно значительно увеличить за счет уменьшения глубины разряда (DoD).

    На диаграмме ниже показано количество циклов в зависимости от глубины разряда для продуктов PowerBrick, PowerRack и PowerModule:

    Количество циклов в зависимости от глубины разряда для продуктов PowerBrick, PowerRack и PowerModule
    3 / Потери Пойкерта и провал напряжения практически не существует

    Кривая разряда литиевых батарей (особенно свинцово-кислотных) практически плоская — это означает, что батарея, заряженная на 20%, будет обеспечивать почти такое же выходное напряжение, как и батарея, заряженная на 80%.

    Это предотвращает любые проблемы, вызванные «провалом напряжения», обычным для свинцово-кислотных аккумуляторов при их разряде, но означает, что любой монитор батареи или автоматический запуск генератора, зависящий от уровней напряжения, скорее всего, не будут работать должным образом при мониторинге литиевого банка.

    Кривые литий-ионного разряда

    Еще одно огромное преимущество литиевых батарей состоит в том, что потери Пойкерта практически отсутствуют . Это означает, что литий-ионные батареи могут работать на полную номинальную емкость даже при высоких токах.В то время как свинцово-кислотная может привести к потере мощности до 40% при высоких нагрузках.

    На практике это означает, что литий-ионные аккумуляторные батареи очень хорошо подходят для питания сильноточных нагрузок, таких как кондиционер, микроволновая печь или индукционная плита.

    Кривые разряда литий-железо-фосфатных соединений при различных уровнях C
    4 / Преимущества по размеру и весу

    Чтобы подчеркнуть уникальные характеристики литий-ионных аккумуляторов с точки зрения веса и размера, рассмотрим важный пример: свинцово-кислотные и литиевые аккумуляторы.

    5 / Быстрая и эффективная зарядка
    Литий-ионные аккумуляторы

    можно «быстро» зарядить до 100% емкости. В отличие от свинцово-кислотной, нет необходимости в фазе абсорбции для хранения оставшихся 20%. И, если ваше зарядное устройство достаточно мощное, литиевые батареи также можно заряжать безумно быстро. Если вы можете обеспечить достаточное количество зарядных усилителей, вы сможете полностью зарядить литий-ионный аккумулятор всего за 30 минут.

    Но даже если вам не удается полностью зарядить аккумулятор до 100%, не беспокойтесь — в отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, регулярная полная зарядка литий-ионных аккумуляторов не приводит к их повреждению.

    Это дает вам большую гибкость при подключении к источникам энергии всякий раз, когда вы можете их получить, не беспокоясь о необходимости регулярно выполнять полную зарядку. Несколько дней с небольшой облачностью в вашей солнечной системе? Нет проблем, что вы не можете долить до захода солнца, пока вы учитываете свои потребности. С литием вы можете заряжать все, что можете, и не беспокоиться о том, что ваш аккумулятор постоянно недозаряжен.

    6 / Очень мало потраченной энергии

    Свинцово-кислотные батареи менее эффективны в хранении энергии, чем литий-ионные батареи.Литиевые батареи заряжаются с КПД почти 100% по сравнению с КПД большинства свинцово-кислотных аккумуляторов 85%.

    Это может быть особенно важно при зарядке от солнечной батареи, когда вы пытаетесь выжать из каждого усилителя как можно больше эффективности до того, как солнце сядет или не накроет облака.

    Теоретически с литием почти каждая собранная вами капля солнца идет в ваши батареи. Учитывая ограниченность крыши и места для хранения панелей, это становится очень важным для оптимизации каждого квадратного дюйма мощности, которую вы можете установить.

    7 / Устойчивость к климатическим изменениям

    Свинцово-кислотные батареи и литиевые теряют свою емкость в холодных условиях. Как видно на диаграмме ниже, литий-ионные батареи намного эффективнее при низких температурах. Кроме того, скорость разряда влияет на производительность свинцово-кислотных аккумуляторов. При -20 ° C литиевая батарея, которая выдает ток 1С (в один раз больше своей емкости), может отдавать более 80% своей энергии, когда батарея AGM обеспечивает 30% своей емкости.

    Для суровых условий окружающей среды (горячей и холодной) литий-ионный аккумулятор является технологическим выбором.

    Зависимость емкости от температуры
    8 / Меньше проблем с размещением
    Литий-ионные батареи

    не нужно хранить в вертикальном положении или в вентилируемом батарейном отсеке. Их также довольно легко собрать в необычные формы — преимущество, если вы пытаетесь втиснуть как можно больше энергии в небольшой отсек.

    Это особенно полезно, если у вас есть батарейный отсек ограниченного размера, но вы хотите или нуждаетесь в большей емкости, чем может обеспечить свинцово-кислотная батарея в настоящее время.

    9 / Отсутствие требований к техническому обслуживанию
    Литий-ионные батареи

    практически не требуют обслуживания. BMS (система управления батареями) автоматически выполняет процесс «балансировки», чтобы гарантировать, что все элементы в блоке батарей одинаково заряжены. Просто зарядите аккумулятор, и все готово.

    Этот товар является исключительной собственностью PowerTech Systems.
    Воспроизведение без разрешения запрещено.

    Быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов при любых температурах

    Значимость

    Беспокойство о запасе хода является ключевой причиной того, что потребители неохотно выбирают электромобили.Чтобы быть действительно конкурентоспособными с бензиновыми автомобилями, электромобили должны позволять водителям быстро перезаряжаться в любом месте в любую погоду, например, заправлять бензиновые автомобили. Однако ни один из современных электромобилей не поддерживает быструю зарядку при низких или даже низких температурах из-за риска литиевого покрытия, образования металлического лития, что резко сокращает срок службы батареи и даже создает угрозу безопасности. Здесь мы представляем подход, который обеспечивает быструю зарядку литий-ионных аккумуляторов за 15 минут при любых температурах (даже при -50 ° C), сохраняя при этом значительный срок службы (4500 циклов, что эквивалентно> 12 лет и> 280000 миль электромобиля). срок службы), что делает электромобили действительно независимыми от погодных условий.

    Аннотация

    Быстрая зарядка — ключевой фактор массового внедрения электромобилей (EV). Ни один из современных электромобилей не выдерживает быстрой зарядки при низких или даже низких температурах из-за риска литиевого покрытия. Попытки включить быструю зарядку затрудняются из-за компромиссного характера литий-ионной батареи: улучшение возможности быстрой низкотемпературной зарядки обычно приносит в жертву долговечность элементов. Здесь мы представляем управляемую структуру ячеек, чтобы устранить этот компромисс и обеспечить быструю зарядку без литиевого покрытия (LPF).Кроме того, элемент LPF обеспечивает унифицированную практику зарядки независимо от температуры окружающей среды, предлагая платформу для разработки материалов для аккумуляторов без температурных ограничений. Мы демонстрируем элемент LPF 9,5 А · ч 170 Вт · ч / кг, который может быть заряжен до 80% заряда за 15 минут даже при -50 ° C (за пределами рабочего предела элемента). Кроме того, элемент LPF выдерживает 4500 циклов зарядки 3,5-C при 0 ° C с потерей емкости <20%, что в 90 раз увеличивает срок службы по сравнению с базовым обычным элементом и эквивалентно> 12 лет и> 280000 миль. Срок службы электромобиля в таких экстремальных условиях использования, т.е.е., 3,5-C или 15-минутная быстрая зарядка при отрицательных температурах.

    Электромобили (электромобили) имеют большие перспективы в решении проблем изменения климата и энергетической безопасности (1). Автопроизводители выстраиваются в очередь, чтобы наводнить рынок серией новых электромобилей. Несмотря на быстрое падение стоимости литий-ионных аккумуляторов (LiB) на 80% за последние 7 лет (2), рынок электромобилей по-прежнему составляет лишь около 1% годовых продаж легковых автомобилей. Беспокойство о запасе хода, страх того, что у электромобиля может закончиться заряд во время поездки с водителем, который остался в затруднительном положении, долгое время упоминался как основная причина, по которой потребители неохотно выбирают электромобили. Это беспокойство усугубляется тем фактом, что подзарядка электромобилей обычно занимает гораздо больше времени, чем заправка автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ICEV). Исследования показали, что годовой пробег электромобиля увеличился более чем на 25% в районах, где у водителей есть доступ к станциям быстрой зарядки, даже в тех случаях, когда быстрая зарядка использовалась для от 1 до 5% от общего числа случаев зарядки (3).

    По всему миру идет захватывающая гонка за увеличение количества и мощности станций быстрой зарядки. BMW, Daimler, Ford и Volkswagen в прошлом году создали совместное предприятие (4), чтобы к 2020 году развернуть 400 «сверхбыстрых» зарядных станций по всей Европе с мощностью зарядки до 350 кВт, что позволяет заряжать электромобиль с пробегом 200 миль. (е.г., Chevy Bolt с батареей на 60 кВтч) за ∼10 мин. Honda также объявила о планах по выпуску электромобилей, способных к 15-минутной быстрой зарядке к 2022 году. Совсем недавно Министерство энергетики США объявило о финансировании проектов по разработке технологий сверхбыстрой зарядки (5) с целью дальнейшего увеличения мощности зарядки до 400 кВт.

    Критическим препятствием для быстрой зарядки является температура. Чтобы быть действительно конкурентоспособными с ICEV, быстрая зарядка электромобилей не должна зависеть от региона и погодных условий, так же, как заправка бензинового автомобиля.Зимой на половине территории США средняя температура ниже 0 ° C, как показано на рис. 1 A (6). Однако ни один из современных электромобилей не поддерживает быструю зарядку при низких температурах. Nissan Leaf, например, можно зарядить до 80% за 30 минут (заряд ~ 2 ° C) при комнатной температуре, но для зарядки того же количества энергии при низких температурах потребуется> 90 минут (заряд + . В суровых условиях большая поляризация анода может подтолкнуть потенциал графита ниже порога для литиевого покрытия (8, 9).

    Рис. 1.

    LPF Быстрая зарядка независимо от температуры окружающей среды. ( A ) Средняя зимняя температура в США. Половина из них <0 ° C, а 47 состояний <10 ° C. ( B ) Литературные данные о сроке службы при различных температурах, нормированные на срок службы при 25 ° C. Элемент LPF позволяет сместить парадигму от экспоненциальной линии обычных литий-ионных элементов к верхней горизонтальной линии.( C E ) Схематическое изображение структуры управляемых ячеек для быстрой зарядки LPF. Ячейка ( C ) первоначально при температуре замерзания ( D ) проходит этап быстрого внутреннего нагрева, чтобы поднять ее температуру выше порогового значения (T LPF ), которое устраняет литиевое покрытие до того, как ( E ) станет заряжено. Используется самонагревающаяся конструкция батареи, которая имеет тонкую никелевую фольгу внутри элемента (подробности см. В приложении SI , рис. S4).Эта структура ячейки позволяет интеллектуально управлять разделением тока между никелевой фольгой (нагрев) и материалами электродов (зарядка) в зависимости от температуры ячейки (ячейка T ). ( D ) Если ячейка T LPF , переключатель замкнут, чтобы направить весь ток в никелевую фольгу для быстрого нагрева (~ 1 ° C / с) без проникновения в материалы анода (без покрытия). ( E ) Как только элемент T > T LPF , переключатель размыкается, и весь ток уходит в электродные материалы для быстрой зарядки без литиевого покрытия.

    Основным признаком литиевого покрытия является резкая потеря емкости в дополнение к угрозам безопасности. Действительно, недавние данные показали, что срок службы LiB значительно снижается с температурой. Коммерческий 16-Ач графит / LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 элементы в европейском проекте Mat4Bat потеряли 75% емкости за 50 циклов при 1-градусном заряде при 5 ° C. (10), хотя одни и те же клетки могут выдержать 4000 циклов при 25 ° C. Schimpe et al. (11) циклически повторяли идентичные элементы графит / LiFePO 4 при разных температурах. Ячейки при 25 ° C потеряли 8% емкости за 2800 эквивалентных полных циклов (EFC). При такой же потере емкости срок службы элементов сокращается до 1800 EFC при 15 ° C, 1400 EFC при 10 ° C и 350 EFC при 0 ° C. На рис. 1 B обобщены некоторые недавние данные (11⇓⇓⇓ – 15) в литературе о сроке службы при различных температурах, нормированные на соответствующий срок службы при 25 ° C. Можно отметить явное экспоненциальное падение жизненного цикла с температурой в соответствии с законом Аррениуса, предложенным Waldmann et al. (12). Даже при низкой температуре 10 ° C срок службы элементов составляет лишь половину от срока службы при 25 ° C.Стоит отметить, что в 47 из 50 штатов США зимой средняя температура ниже 10 ° C (рис. 1 A ). Даже при ежегодном усреднении ( SI Приложение , рис. S1) 23 состояния имеют температуру ниже 10 ° C. Таким образом, даже когда станции быстрой зарядки становятся повсеместными, потребители все еще не могут быстро заправлять свои электромобили в течение большей части года из-за низких температур окружающей среды.

    По сути, на литиевое покрытие влияют скорость ионной проводимости и диффузии в электролите, диффузия лития в частицах графита и кинетика реакции на графитовых поверхностях.Все ключевые параметры, управляющие этими процессами, подчиняются закону Аррениуса и существенно падают с температурой ( SI Приложение , рис. S2). Таким образом, подключаемый гибридный аккумулятор EV (PHEV), который может выдерживать заряд 4 ° C без литиевого покрытия при 25 ° C, может допускать заряд только 1,5 ° C при 10 ° C и C / 1,5 при 0 ° C для предотвращения литиевое покрытие ( SI, приложение , рис. S3), которое объясняет длительное время перезарядки современных электромобилей при низких температурах. Для повышения способности к быстрой зарядке исследования в литературе были сосредоточены на улучшении анодных материалов, таких как покрытие графита нанослоем аморфного кремния (16, 17), и разработке новых материалов, таких как титанат лития (18, 19) и графеновые шары (20), и по разработке новых электролитов (21, 22) и добавок (23). LiB, однако, хорошо известны своей компромиссной природой между ключевыми параметрами (24). Улучшение одного свойства без ущерба для другого всегда нетривиально. Например, электролит с превосходными характеристиками при низких температурах довольно часто нестабилен при высоких температурах (23, 24). Точно так же уменьшение размера частиц и / или увеличение площади поверхности активных материалов Брунауэра – Эммета – Теллера (БЭТ) способствует быстрой зарядке, но при этом страдает срок службы батареи и безопасность. Чрезвычайно сложно, если вообще возможно, разработать материалы с высокой скоростью зарядки, сохраняя при этом долговечность и безопасность в широком диапазоне температур.

    Здесь мы делаем попытку освободить науку об аккумуляторах от компромиссов. В частности, мы представляем структуру ячеек, которой можно активно управлять для достижения быстрой зарядки без литиевого покрытия (LPF) при любых температурах окружающей среды, что позволяет изменить парадигму отношения между сроком службы и температурой (рис. 1 B ), с корреляция Аррениуса обычных LiB с горизонтальной линией, нечувствительной к температуре. Мы выбрали карманные ячейки емкостью 9,5 Ач с графитовым анодом, LiNi 0.6 Mn 0,2 ​​ Co 0,2 ​​ O 2 (NMC622) катод и плотность энергии на уровне ячейки 170 Втч / кг для демонстрации. Благодаря структуре ячеек LPF, элемент выдержал 4500 циклов (2806 EFC) зарядки 3,5-C при 0 ° C до достижения 20% потери емкости, что означает, что даже если электромобиль заряжается один раз в день в таких суровых условиях, Элемент LPF имеет срок службы 12,5 лет и может обеспечить дальность действия> 280 000 миль (при условии, что 1 EFC ≈ 100 миль). Это уже выходит за рамки гарантии большинства ICEV.Для сравнения, обычный LiB-элемент с идентичными материалами батареи в тех же условиях тестирования (заряд 3,5 ° C при 0 ° C) потерял 20% емкости всего за 50 циклов и 23 EFC.

    Кроме того, в этой работе подчеркивается концепция унифицированной практики зарядки, независимой от температуры окружающей среды. Для электромобилей профили разряда батареи зависят от поведения водителей, но протоколы зарядки определяются производителями. Сегодняшние электромобили должны снижать скорость зарядки при понижении температуры из-за опасений по поводу литиевого покрытия.С помощью элемента LPF зарядка при любой температуре окружающей среды превращается в зарядку при оптимальной температуре всего за десятки секунд. Как показано здесь, элемент LPF может быть заряжен до 80% состояния заряда (SOC) за 15 минут даже при температуре окружающей среды -50 ° C. Более того, кривая зарядного напряжения при -50 ° C почти такая же, как и при 25 ° C. Эта унифицированная практика зарядки может значительно упростить управление аккумулятором и продлить срок его службы.

    Кроме того, ячейка LPF предлагает платформу для материаловедов.Постоянной проблемой при исследовании материалов для аккумуляторов является поиск материалов, которые могут поддерживать хорошие характеристики в широком диапазоне температур. Поскольку температурные ограничения снимаются с ячейками LPF, исследователям нужно только оптимизировать характеристики материала около одной температуры.

    Результаты и обсуждение

    Контролируемая структура ячеек для быстрой зарядки LPF.

    Ключевая идея быстрой зарядки LPF состоит в том, чтобы заряжать элемент всегда выше температуры, которая может препятствовать образованию литиевого покрытия, далее именуемой температурой LPF (T LPF ).Как показано на рис. 1 C E , этап быстрого внутреннего нагрева (рис. 1 D ) добавляется перед этапом зарядки (рис. 1 E ), чтобы убедиться, что аккумулятор заряжен при температура выше T LPF .

    Быстрый нагрев необходим для быстрой зарядки LPF, так как общее время зарядки, включая нагрев, ограничено от 10 до 15 минут. Обычные методы нагрева батареи с использованием внешних нагревательных устройств или систем управления температурой ограничены внутренним конфликтом между скоростью нагрева и однородностью (т.е., высокая скорость нагрева приводит к неоднородной температуре и локализованному перегреву вблизи поверхности ячейки), как подробно описано в ссылке. 25; таким образом, их скорость нагрева ограничена ~ 1 ° C / мин (26), что означает, что нагрев от -20 ° C до 20 ° C уже займет> 40 мин. Добавляя время на зарядку, он уже не в категории быстрой зарядки. В этой работе мы используем самонагревающуюся структуру LiB (27), которая имеет тонкую никелевую (Ni) фольгу, встроенную в ячейку, которая может создавать огромный и равномерный нагрев, как показано в приложении SI , рис.S4. Фольга Ni является неотъемлемым компонентом отдельной ячейки вместе с электродами и электролитом. Он служит внутренним нагревательным элементом, а также внутренним датчиком температуры, поскольку его электрическое сопротивление линейно зависит от температуры ( SI Приложение , рис. S5). Кроме того, введение никелевой фольги добавляет только 0,5% веса и 0,04% стоимости по сравнению с обычным одиночным элементом LiB.

    Стратегия управления, основанная на структуре самонагревающейся батареи, разработана в этой работе, как показано на рис.1 C E . Ключом к этой стратегии является интеллектуальное разделение входного тока между никелевой фольгой (нагрев) и материалами электродов (зарядка) в зависимости от температуры элемента (T cell ). Если T элемент LPF (Рис. 1 D ), постоянное напряжение, близкое к напряжению холостого хода элемента (OCV), применяется вместе с замыканием переключателя между положительной клеммой и клеммой активации. Поскольку напряжение элемента ≈ OCV, весь ток от источника заряда направляется к никелевой фольге, чтобы генерировать огромное внутреннее тепло, не проникая в материалы анода (без литиевого покрытия).Как только элемент T > T LPF (рис. 1 E ), переключатель открывается для перехода из режима нагрева в режим зарядки, при этом ток подается на материалы электродов без какого-либо риска литиевого покрытия.

    Для демонстрации быстрой зарядки LPF мы выбрали 9,5 Ач графитовых / NMC622 ячеек. Элементы имеют емкость 1,85 мАч / см 2 и плотность энергии на уровне элементов 170 Втч / кг. Выбор скорости заряда и T LPF основан на результатах моделирования потенциала осаждения Li (LDP) в приложении SI, рис.S3 с использованием откалиброванной модели LiB. Как правило, T LPF должен иметь минимальную температуру, при которой можно избежать образования лития при данной скорости заряда. Хотя более высокая температура всегда благоприятна для устранения литиевого покрытия, она также может ускорить рост межфазной границы твердого электролита (SEI). В этой работе скорость заряда 3,5 C и T LPF ∼25 ° C выбраны на основе SI Приложение , рис. S3 C .

    На рис.2 показан общий процесс быстрой зарядки LPF 9.Элемент емкостью 5 Ач при экстремальной температуре −40 ° C. Перед испытанием полностью разряженный элемент выдерживали в климатической камере при -40 ° C на> 12 часов. Чтобы гарантировать, что элемент не был заряжен (без литиевого покрытия) на этапе нагрева, при включении переключателя было приложено напряжение 3,15 В, что немного ниже, чем OCV (∼3,2 В) (см. Рис. 1 D ). ). Таким образом, весь входной ток проходил через никелевые фольги (рис. 2 E ) автоматически, не затрагивая материалы батареи.Поскольку напряжение ячейки было установлено на 50 мВ ниже, чем OCV, ячейка слегка разряжалась на этапе нагрева, которая постепенно увеличивалась до ~ 0,2 ° C к концу, когда ячейка стала нагретой (рис. 2 F ). Тем не менее, общая разрядная емкость на этапе нагрева составляет только 6,85 × 10 -3 Ач или 0,072% емкости элемента и, следовательно, несущественна. Благодаря сильному току, протекающему через Ni-фольгу, ячейка быстро нагревается (рис. 2 C ).Когда температура поверхности достигала 20 ° C, выключатель открывался для завершения этапа нагрева, а затем ячейка отдыхала 10 с для релаксации внутреннего температурного градиента. Как показано на рис. 2 G , температура Ni-фольги, самая высокая температура внутри ячейки, была <45 ° C во время нагрева и быстро падала и достигала температуры поверхности около 27 ° C после 10-секундного периода покоя. Это означает, что быстрый нагрев не вызывает никаких опасений по поводу безопасности. После этого ячейка переключилась в режим заряда с использованием протокола постоянного тока постоянного напряжения (CCCV) при токе 3.5 C ограничено напряжением отсечки 4,2 В до достижения 80% SOC. Весь процесс занял 894,8 с (14,9 мин), включая 61,6 с нагрева и 10 с термической релаксации.

    Рис. 2.

    Быстрая 15-минутная зарядка при −40 ° C. ( A D ) Эволюция ( A ) напряжения элемента, ( B ) разделение тока между никелевой (Ni) фольгой и элементом, ( C ) температура поверхности и ( D ) SOC . Первоначально ячейка была при 0% SOC и -40 ° C, с OCV ~ 3.2 В. Весь процесс зарядки был разделен на этап быстрого внутреннего нагрева, за которым следовала 10-секундная пауза, а затем зарядка CCCV (3,5 ° C, 4,2 В) до достижения 80% SOC. ( E и F ) Интеллектуальное управление разделением тока между никелевой фольгой и материалами электродов в процессе нагрева. ( E ) Весь входной ток проходит через Ni-фольгу, а ( F ) незначительный ток проходит через анодные материалы (без покрытия) на этапе нагрева. ( G ) Эволюция температуры поверхности и фольги Ni во время стадий нагрева и релаксации.

    Для сравнения идентичную базовую ячейку заряжали без этапа быстрого нагрева с использованием того же протокола CCCV при -40 ° C ( SI, приложение , рис. S6). Из-за чрезвычайно медленной электрохимической кинетики и транспорта электролита и, следовательно, высокого внутреннего сопротивления, напряжение элемента достигло предела 4,2 В сразу после зарядки ( SI Приложение , рис. S6 A ), а пусковой ток составлял всего ∼0,2 C. ( SI Приложение , рис. S6 B ).Зарядный ток медленно восстанавливался при медленном повышении температуры ( SI Приложение , рис. S6 C ) из-за ограниченной скорости тепловыделения. Максимальный зарядный ток составлял всего 0,85 C, и потребовалось 115 минут, чтобы достичь 80% SOC, что в 7,7 раза больше, чем у элемента LPF.

    В общем, при очень низких температурах можно разработать батарею, которая разряжает разумный процент емкости; однако зарядить аккумулятор с разумной скоростью практически невозможно.Это происходит из-за асимметричной электрохимической кинетики зарядки по сравнению с разрядкой, преобладающей в электрохимии. С другой стороны, приложения обычно требуют более высокой скорости зарядки для экономии времени. Представленный здесь способ нагрева-заряда с помощью самонагревающейся конструкции батареи позволяет разделить процессы заряда и разряда за счет быстрой модуляции внутренней температуры; таким образом, он способен преодолевать более слабую электрохимическую кинетику зарядки, чем разряд, для широкого набора электрохимических ячеек накопления энергии.

    Унифицированная кривая зарядки, не зависящая от температуры окружающей среды.

    На Рис. 3 сравнивается зарядка элемента LPF на 9,5 Ач при различных температурах окружающей среды (−50 ° C, −40 ° C, −20 ° C и 0 ° C). Протокол испытаний был одинаковым во всех случаях: ( i ) полная разрядка при 25 ° C, а затем охлаждение до температуры испытания; ( ii ) быстрое нагревание путем приложения постоянного напряжения 3,15 В до тех пор, пока температура поверхности не станет> 20 ° C; ( iii ) 10-секундное расслабление; и ( iv ) Зарядка CCCV (3.5 C, 4,2 В) до 80% SOC. Видно, что кривые напряжения практически одинаковы во всех случаях, несмотря на огромную разницу в температуре окружающей среды (рис. 3 A ). Нагрев ячейки с -50 до 20 ° C (∼1 ° C / с) занял 69 с, а от 0 ° C до 20 ° C (0,66 ° C / с) — 30,2 с. Более быстрый нагрев при более низкой температуре окружающей среды выиграл от снижения сопротивления никелевой фольги с повышением температуры ( SI, приложение , рис. S5), что привело к более высокому току нагрева при более низкой температуре (рис. 3 C ).Даже в случае -50 ° C этап нагрева составлял только 7,6% времени всего процесса. Общее время зарядки элемента до 80% SOC было одинаковым во всех четырех случаях (рис. 3 B , 905,7 с при –50 ° C и 863,2 с при 0 ° C, разница ∼5%). Таким образом, жесткие ограничения температуры окружающей среды на время зарядки, как и во всех современных электромобилях, полностью снимаются с помощью элемента LPF.

    Рис. 3.

    Единая практика зарядки вне зависимости от температуры окружающей среды. ( A ) Кривые напряжения элемента LPF при различных температурах окружающей среды.Во всех тестах элемент прошел этап быстрого нагрева при 3,15 В до достижения температуры поверхности> 20 ° C, выдерживался в течение 10 с, а затем заряжался постоянным током 3,5 ° C с последующим постоянным напряжением 4,2 В. до достижения 80% SOC. ( B ) Сводка времени нагрева и общего времени, демонстрирующая, что ограничения температуры окружающей среды на время зарядки устранены. ( C и D ) Эволюция ( C ) тока через никелевую фольгу и ( D ) температуры поверхности ячейки на этапе быстрого нагрева.

    Температура поверхности и фольги Ni достигла ∼27 ° C после 10-секундной термической релаксации ( SI Приложение , рис. S7) во всех четырех случаях, что указывает на то, что начальная точка зарядки аналогична. Таким образом, кривые напряжения при последующей зарядке CCCV были очень похожи ( SI Приложение , Рис. S8 A ). Немного более высокое напряжение при более низкой температуре окружающей среды было приписано большему падению температуры во время зарядки ( SI Приложение , рис. S8 B ) из-за сильного охлаждения в климатической камере.При улучшении теплоизоляции и управления можно ожидать, что кривая зарядки станет унифицированной и независимой от температуры окружающей среды. Унифицированная кривая заряда может значительно упростить систему управления батареями и повысить точность оценки состояния батареи (SOC, состояние здоровья и т. Д.) И, следовательно, чрезвычайно полезна для электромобилей.

    Следует отметить, что современные электромобили, в принципе, также могут быть нагреты до> T LPF перед зарядкой, используя системы терморегулирования вне отдельных элементов; однако изначально низкая скорость внешнего нагрева (<1 ° C / мин) не позволяет решить проблему быстрой зарядки.Кроме того, поскольку автомобильные элементы становятся все больше и толще, чтобы снизить стоимость производства, скорость внешнего нагрева должна быть дополнительно снижена, чтобы избежать локального перегрева на поверхности элемента (25). Наш метод вставки никелевой фольги обеспечивает быстрый и равномерный внутренний нагрев независимо от размера ячейки (равномерность нагрева может быть гарантирована добавлением нескольких никелевых фольг). Этот метод также может быть применен к ячейкам другой геометрии. Например, фольга Ni может образовывать оболочку, обернутую вокруг первой половины цилиндрического рулона с желе перед намоткой второй половины, таким образом помещая ее прямо в середину рулона с желе для цилиндрической ячейки.Несколько примеров конструкций из никелевой фольги для различных типов и форм-факторов ячеек можно найти в ссылке. 28. Кроме того, поток тока внутри элемента между нагревательным элементом и материалом батареи активно регулируется, обеспечивая плавное переключение между режимом быстрого нагрева и режимом зарядки в зависимости от температуры элемента. Даже в экстремальном случае -50 ° C, когда электролит уже перестает работать, элемент LPF по-прежнему заряжается до 80% SOC за 15 минут, как и при комнатной температуре, что еще раз демонстрирует свой потенциал сделать электромобили по-настоящему региональными и погодными. -независимый.

    Замечательный срок службы за счет отсутствия литиевого покрытия.

    Далее мы демонстрируем устранение литиевого покрытия в элементе LPF. Зарядка ячейки LPF при 0 ° C сравнивается с двумя стандартными ячейками базовой линии с идентичными материалами и электродами, которые были заряжены по тому же протоколу CCCV (3,5 C, 4,2 В) до 80% SOC без этапа нагрева. Одна базовая ячейка была протестирована при 0 ° C, а другая — при 25 ° C. Как показано на Рис. 4 A , кривая напряжения ячейки LPF при 0 ° C после этапа быстрого нагрева почти перекрывалась с кривой напряжения базовой ячейки при 25 ° C, с очень небольшой разницей из-за разницы в температуре. (Инжир.4 В ). Однако базовая ячейка при 0 ° C имеет гораздо более высокое напряжение, чем две другие ячейки из-за ее высокого внутреннего сопротивления. Все три элемента остались в разомкнутой цепи после зарядки до 80% SOC, и кривые напряжения во время релаксации сравниваются на рис. 4 C . Четкое плато напряжения наблюдается на кривой релаксации базовой ячейки при 0 ° C, что приводит к локальному пику на кривой дифференциального напряжения (рис. 4 D ). Плато напряжения и пик дифференциального напряжения указывают на появление металлического лития, и, таким образом, являются четким доказательством того, что покрытие литием произошло в 3.5-C зарядка базового элемента при 0 ° C. В двух других случаях напряжение элемента быстро падает до относительно стабильного значения, что указывает на отсутствие литиевого покрытия во время зарядки.

    Рис. 4.

    Замечательный срок службы элемента LPF. Сравнение базовых ячеек при 0 ° C и 25 ° C с ячейкой LPF при 0 ° C с точки зрения напряжения ( A ) и температуры поверхности ( B ) во время зарядки и ( C ) напряжения и ( D). ) производная напряжения по времени при релаксации ячейки после зарядки.Все элементы были заряжены током 3,5 ° C, ограниченным 4,2 В, пока они не достигли 80% SOC. Плато напряжения в C и локальный пик дифференциального напряжения в D базовой ячейки при 0 ° C указывают на удаление металлического лития. ( E ) Сохранение емкости в зависимости от количества циклов для элемента LPF и цикла базовой ячейки с зарядкой 3,5 ° C при температуре окружающей среды 0 ° C.

    Отсутствие литиевого покрытия значительно увеличило срок службы при низких температурах. Велоспорт-тесты проводились с 3.Зарядка 5-C до 4,2 В с последующим 2-минутным перерывом и затем разряд 1-C до 2,7 В. Для элемента LPF этап быстрого нагрева при постоянном напряжении 3,4 В выполнялся в начале каждого цикла и завершался. при Т ячейка > 20 ° С с последующей 10-секундной релаксацией. Ячейки полностью охлаждались до 0 ° C после этапа разряда перед началом следующего цикла. Изменения напряжения и температуры во время циклирования приведены в приложении SI , рис. S9 (один цикл) и в приложении SI , рис.S10 (10 циклов). Пропускная способность каждого цикла указана в SI Приложение , рис. S11. Циклические испытания периодически приостанавливались для калибровки емкости элемента с эталонным тестом производительности (RPT) при 25 ° C ( SI Приложение , рис. S12). Измеренная разрядная емкость C / 3 в RPT была нанесена на график зависимости от номера цикла на рис. 4 E как для базовой линии, так и для ячеек LPF. Базовая ячейка потеряла 20% емкости всего за 50 циклов, тогда как ячейка LPF выдержала 4500 циклов при том же сохранении емкости, что составляет 90-кратное увеличение срока службы.Даже если водители электромобилей выполняют быструю зарядку один раз в день, 4500 циклов означают 12,5 года работы. При преобразовании в EFC (т. Е. Общая емкость, разряженная во время цикла, деленная на номинальную емкость 9,5 Ач), было получено 2806 EFC при сохранении емкости 80%, что в 122 раза больше по сравнению с базовой ячейкой (23 EFC). Предполагая 100-мильный запас хода на EFC (например, BMW i3), 2806 EFC указывают на срок службы> 280 000 миль, что намного превышает гарантии современных ICEV.

    Две вышеуказанные ячейки на рис.4 E далее сравнивают с дополнительными базовыми клетками, один цикл подвергался 10 ° C, а другой — 22 ° C. Эти две базовые ячейки изначально были при 20% SOC и заряжались и разряжались фиксированным объемом, равным 60% SOC свежих элементов в каждом цикле, с CCCV (3 C, 4,2 В) зарядом и 1-C разрядом. Поскольку протоколы циклирования несколько отличаются, сохранение емкости этих ячеек показано в зависимости от EFC на рис. 5 A . Отметим, что элемент с зарядкой 3-C при 10 ° C продержался всего 317 EFC при сохранении 80% емкости.Более того, элемент LPF при 0 ° C имеет даже более длительный срок службы, чем элемент базового уровня при 22 ° C. Причина двоякая. Во-первых, поскольку литиевое покрытие исключается, доминирующим механизмом старения является рост SEI, который зависит в первую очередь от температуры. Как показано в Приложении SI , рис. S10 B , разрядная и охлаждающая части элемента LPF были ниже 22 ° C. Средняя температура ячейки LPF в 10 циклах, показанных в приложении SI , рис. S10 B , составляет 11,6 ° C, что намного ниже средней температуры базовой ячейки (~ 28 ° C).Таким образом, рост SEI в клетке LPF в целом был медленнее, чем в базовой клетке. Во-вторых, базовая ячейка заряжалась на фиксированную величину емкости в каждом цикле, которая равнялась 60% SOC свежей ячейки, но становилась больше, чем 60% SOC по мере разрушения ячейки. Таким образом, базовый элемент был заряжен до более высокого SOC, чем элемент LPF (заряжен до 4,2 В, без ступени постоянного напряжения) на поздней стадии цикла. Более высокий SOC также приведет к более быстрому росту SEI.

    Рис. 5.

    Смена парадигмы влияния температуры окружающей среды на старение клеток.( A ) Сравнение срока службы элемента LPF при зарядке 3,5 ° C при 0 ° C с одинаковыми базовыми элементами при разных температурах. ( B ) Скорость старения в зависимости от обратной температуры четырех ячеек в A . Скорость старения определяется как отношение потери мощности (в процентах) к EFC в конце срока службы и отображается в логарифмической шкале. ( C ) Скорость старения HE ячеек следующего поколения (с толстым электродом) в литературе. Оптимальная температура зарядки HE EV ячеек сдвигается с ∼25 ° C для существующих PHEV ячеек до ∼40 ° C до 50 ° C.

    Рис. 5 B дополнительно сравнивает скорость старения в четырех вышеупомянутых случаях, которая определяется как отношение потери емкости (в процентах) к EFC в конце срока службы и отображается в логарифмической шкале в зависимости от обратной температуры. Для базовых ячеек логарифм скорости старения в зависимости от 1 / T может быть описан линейной линией, подтверждающей, что скорость старения обычных LiBs следует закону Аррениуса (12). Энергия активации оценивается в -1,37 эВ, что находится в пределах диапазона, указанного в литературе (29).Мы отмечаем, что скорость старения ячейки LPF при 0 ° C снизилась на два порядка по сравнению с базовой стандартной ячейкой и стала близкой к скорости старения базовой ячейки при комнатной температуре, что указывает на сдвиг парадигмы в соотношении между скорость старения и температура окружающей среды.

    LPF Быстрая зарядка высокоэнергетических элементов при повышенной температуре.

    Для будущих электромобилей дальнего действия требуется плотность энергии на уровне системы не менее 225 Втч / кг, что требует плотности энергии на уровне элементов> 300 Втч / кг (30).Типичный подход к увеличению плотности энергии на уровне ячейки — увеличение площади поверхности (и толщины) электродов. Однако элементы с более толстыми анодами более склонны к нанесению литиевого покрытия из-за большего сопротивления переносу электролита. Недавняя работа (30) показала, что ячейка-пакет из графита / NMC622 с поверхностной нагрузкой 3,3 мАч / см 2 , ∼1,8 × ячейки PHEV в этой работе, потеряла 22,5% емкости за 52 цикла заряда 1,5-C при 30 ° С. После демонтажа старого элемента было обнаружено большое количество металлического лития, что указывает на то, что покрытие литием может быть серьезной проблемой в элементах с высокой энергией (HE) даже при комнатной температуре.

    Возможный подход к устранению литиевого покрытия в элементах HE заключается в дальнейшем повышении температуры зарядки. Как показано в приложении SI , рис. S2, увеличение с 25 ° C до 45 ° C увеличивает кинетику интеркаляции лития на 5,6 раза, коэффициент диффузии лития в графите на 2,4 раза и проводимость электролита на 1,4 раза, и, следовательно, может способствовать снижению содержания лития. покрытие. SI Приложение , рис. S13 показывает прогнозируемый моделью LDP ячейки HE, имеющей 1,65-кратную емкость площади и толщину ячейки PHEV в этой работе.Отметим, что максимальный ток заряда при 25 ° C без литиевого покрытия падает с 4 ° C для элемента PHEV ( SI, приложение , рис. S3 C ) до ∼1,5 C для элемента HE ( SI, приложение , рис. S13 A ) из-за увеличенной толщины электрода. Если заряжать элемент при 45 ° C, максимальная скорость заряда HE-элемента может быть увеличена до 3 C. Действительно, недавние исследования показали, что элементы с толстыми электродами имеют более длительный срок службы при 40-45 ° C, чем при температуре от 40 ° C до 45 ° C. комнатная температура.Группа Йоссена (31) сообщила, что элемент графит / LiCoO 2 с анодом толщиной 77 мкм (1,6 × настоящей работы) потерял 30% емкости за 250 циклов с зарядкой 1 ° C при 25 ° C, но потерял только Емкость 5% после 400 циклов при 40 ° C. Аналогичным образом группа Винтера (32) обнаружила, что срок службы элемента из графита / NMC532 с анодом толщиной 77 мкм увеличился с 400 циклов при 20 ° C до 1100 циклов при 45 ° C при сохранении емкости 70%. Совсем недавно исследователи из Samsung (20) разработали элемент HE с возможностью зарядки 5 ° C при 60 ° C.

    Рис. 5 C сравнивает скорость старения вышеупомянутых клеток HE с клетками PHEV в этой работе. Также добавляется скорость старения ячейки PHEV при 45 ° C. Как сообщается в литературе (33), старение клеток является комбинированным эффектом роста SEI и литиевого покрытия. Для элемента PHEV 25 ° C достаточно высока для предотвращения литиевого покрытия при скорости заряда 3,5 C ( SI Приложение , рис. S3). Дальнейшее повышение температуры до 45 ° C привело к сокращению срока службы до 613 EFC при сохранении емкости 80% из-за более быстрого роста SEI.Для клеток HE, однако, полезно работать при температуре от ~ 40 ° C до 45 ° C из-за уменьшения литиевого покрытия, которое превосходит негативные последствия более быстрого роста SEI. Следовательно, работа при более высоких температурах может быть многообещающим подходом для увеличения срока службы клеток HE. В этом отношении нагревание было бы важным шагом для зарядки элементов HE. Учитывая изначально низкую скорость внешнего нагрева, нынешний элемент LPF имеет большие перспективы для электромобилей следующего поколения, поскольку он может практически мгновенно модулировать внутреннюю температуру элемента по запросу.

    В широком смысле научное достоинство описанного здесь элемента LPF состоит в том, что он предлагает общее решение для разделения кинетики заряда и разряда в науке об аккумуляторах и для ускорения зарядки аккумулятора без необходимости использования новых материалов или химии. Он также предлагает платформу для материаловедов для разработки более совершенных материалов для аккумуляторов без учета температуры. Что касается приложений, настоящая работа навсегда устраняет давние ограничения температуры окружающей среды на зарядку аккумулятора, позволяя использовать широкий спектр новой электроники и устройств, таких как всепогодные смартфоны, роботы на открытом воздухе, дроны и микроспутники, работающие на больших высотах, а также новые приложения, такие как спасение машин, застрявших в снегу, и исследования в космосе и Арктике.

    Методы и материалы

    Пакеты для LPF емкостью 9,5 Ач были изготовлены с использованием NMC622 в качестве катода, графита в качестве анода и 1 M LiPF 6 , растворенного в этиленкарбонате (EC) / этилметилкарбонате (EMC) (3: 7). по массе) + 2 мас.% виниленкарбоната (ВК) в качестве электролита. Элементы имеют емкость 1,85 мАч / см 2 и плотность энергии на уровне элементов 170 Втч / кг. Каждая ячейка LPF имеет два куска никелевой фольги, встроенных внутрь, как показано в приложении SI , рис.S4. Каждая Ni-фольга, имеющая толщину 30 мкм и сопротивление 80,2 мОм при 25 ° C, покрыта тонким (28 мкм) полиэтилентерефталатом для электрической изоляции и зажата между двумя односторонними анодными слоями. Две трехслойные сборки уложены друг на друга внутри ячейки и соединены параллельно, причем одна сборка расположена на 1/4 толщины ячейки, а другая — на 3/4 толщины ячейки от верхней поверхности ячейки. Более подробную информацию о материалах, изготовлении, структуре и испытаниях ячеек можно найти в SI Приложение , Методы и материалы .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *