литиевая батарейка что это такое

Преимущества литиевых батареек

Как известно, наиболее массовые одноразовые элементы питания AA (пальчиковые) и AAA (мизинчиковые) с номинальным напряжением 1.5В представлены тремя основными группами (фото 1):

1. Солевые. Обозначаются буквой R (R6, R03 для AA и AAA соответственно) и обычно имеют надпись Heavy Duty.
2. Щелочные. Обозначаются буквами LR (LR6, LR03) и имеют надпись Alkaline.
3. Литиевые. Обозначаются как буквами FR (FR6, FR03) и имеют надпись Lithium.

Солевые элементы питания самые дешевые, но и наименее емкие. Сейчас их мало кто покупает, и применять их есть смысл разве что в устройствах с низким потребляемым током, например, в пультах ДУ домашней аудио- и видеоаппаратуры.

Щелочные элементы подороже, но и значительно более емкие, чем солевые. Сейчас это наиболее распространенные источники питания различных малогабаритных электронных устройств — часов, пультов, игрушек, медицинских приборов и т.д.

Однако бывают случаи, когда характеристик щелочных элементов питания недостаточно. Приведу два примера:

Пример 1. В брелке моей сигнализации StarLine A8 щелочной элемент AAA разряжается быстро, примерно за три месяца использования, но самое досадное, что всегда внезапно. Пять минут назад брелок работал, и вдруг отключился. Индикатор разряда начинает мигать буквально за минуту до отключения. Приходится носить с собой запасную батарейку.

Пример 2. У меня за окном установлен беспроводной датчик температуры, который передает данные на погодную станцию, расположенную в комнате. Датчик питается от двух элементов AAA. В зимний период, на морозе щелочные элементы быстро теряют емкость и датчик начинает «дурить», а вскоре и совсем отключается.

Если щелочные элементы питания служат недостаточно долго, или плохо работают на морозе, стоит обратить внимание на литиевые элементы. Они самые дорогие, но зато лишены указанных недостатков. Преимущества литиевых элементов питания:

Преимущество 1. Литиевые элементы имеют емкость в 5-8 раз больше, чем солевые, и в 1.5-2 раза больше, чем щелочные (рис. 2,3):

Преимущество 2. Литиевые элементы имеют более пологую кривую разряда. Это означает, что в процессе разряда, напряжение на выводах литиевого элемента падает значительно медленнее, чем у солевого или щелочного (рис. 4):

Преимущество 3. Литиевые элементы при отрицательных температурах значительно лучше сохраняют емкость и имеют более пологую кривую разряда. Это означает, что их можно применять в устройствах, работающих на морозе (рис. 5,6):

То, что емкость литиевых элементов существенно больше, чем у щелочных, очень заметно по сроку службы в пульте сигнализации. Как я упоминал выше, щелочной элемент служит примерно 3 месяца. Литиевый элемент в таких же условиях служит в два раза дольше — около полугода. Более высокая стоимость компенсируется более длительным сроком службы, а также удобством при эксплуатации, не нужно так часто менять элемент питания.

Обращаю внимание:
Как гласит народная мудрость, «на грош пятаков не купишь». В продаже встречаются литиевые элементы как известных брендов, так и неизвестных, как правило, китайских. По своему печальному опыту, не стоит рассчитывать на дешевые китайские литиевые батарейки, по факту они служат даже меньше, чем щелочные. Поэтому для ответственных применений, лучше пользоваться элементами известных брендов — Energizer, Varta, GP и др. (фото 8, 9):

Источник

Литиевые батарейки (CR, FR, Li-FeS2)

Главным источником питания на сегодняшний день остаются литиевые батарейки. Чтобы они прослужили долго, стоит учитывать их особенности и применять в соответствующей аппаратуры. Для выбора правильного размера и емкости стоит учитывать особенности устройства.

Что из себя представляет литиевые батарейки

В корпусе находится несколько соединённых элементов. Два контакта выводятся наружу, чтобы подсоединиться к потребляющему устройству. Элемент постоянного тока обеспечивает работу многих устройств.

На корпусе элемента питания указывается название бренда, обозначение к какому виду принадлежит — «ALKALINE», «LITHIUM». На ней же прописывается технические составляющие: вольтаж, емкость.

Согласно правилам Международной Электрической Комиссии литиевые батарейки маркируются латинскими буквами CR. Затем указывается емкость.

Чем отличаются литиевые батарейки от солевых или щелочных

Все вышеперечисленные источники питания отличаются сроком службы, емкостью, поэтому подходят разным устройствам.

Солевая R6, Щелочная LR6, Литиевая FR6

Разновидности и типоразмеры литиевых батарей

Литиевые батарейки имеют несколько маркировок: CR, FR, Li-FeS2 и отличаются по форме – могут быть цилиндрическими или в форме параллелепипеда, дисков. Выпускаются элементы питания разного типоразмера, согласно существующей классификации США:

Состоит литиевая батарейка из разных компонентов. Определить этот показатель можно просто на корпусе, где указан также ее размер, емкость, класс, напряжение.

Преимущества и недостатки литиевых батареек

Элементы питания такого типа отличаются большой емкостью на единицу массы. В ее составе сразу же несколько компонентов — катод, анод. Разделены материалы диафрагмой, пропитанной органическим электролитом.

К преимуществам можно отнести:

Единственный недостаток такого элемента питания заключается в высокой стоимости. Но лучше один раз заплатить, чем постоянно менять их. Важно следовать рекомендациям по эксплуатации источников питания.

Можно ли заряжать литиевые батарейки

Аккумуляторы от обычных батареек отличаются указателем емкости, которая измеряется в миллиамперах в час. Напряжение обычной батарейки составляет 1,6 вольт, а аккумуляторной 1,2 v.

CR123

Изделия, которые можно зарядить обозначаются как rechargeable – перезаряжаемый. Если на ней указано do not recharge, то устанавливать на зарядку их нельзя.

Где применяется литиевые батареи

Такие источники питания подойдут для любого электронного устройства. Разумеется, ее можно установить и в пульт, но использование такого типа изделия будет совсем нецелесообразно. Эффективнее она себя покажет при работе с электроникой, цифровыми устройствами с высоким энергопотреблением.

Поэтому литиевые элементы нашли свое применение в игрушках, фототехнике, компьютерной технике, медицинской аппаратуре и даже в военной промышленности, заменив ртутные и серебряные источники питания.

Остались вопросы по Литиевым Батарейкам или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Литиевые батарейки

Мир наполнен приборами, игрушками, которые мертвы, если отсутствует источник энергии – батарейка. Гальванический элемент, преобразующий химическую энергию в электрическую, знают все. Одноразовое устройство – батарейка, с возможностью цикличной зарядки – аккумуляторная батарейка. Литиевые источники энергии имеют высокую плотность заряда, работают дольше, выполняют те же задачи, что солевые, алкалиновые.

Устройство и состав литиевой батарейки

Здесь описываются гальванические элементы, работающие на необратимой реакции окисления. Отданный заряд не восстанавливается, батарейка называется одноразовой. Элемент состоит из анода, выполненного из металлического лития, катода из твердых MnO₂, Fes₂, Cuo, CF_x, жидких SO₂, SOCl₂. Продолжается поиск других солей с высоким сродством к восстановлению. Окислителем выступает активный литий, отдающий электроны. Корпус аккумулятора герметичный, с выводами клемм и их маркировкой. Надпись «do not recharge»- повторно не заряжать, предупредит, что литиевая батарейка одноразовая.

Существует 2 типа батареек по конструкции:

Бобинные литиевые батарейки служат до 20 лет, применяются потребителями, не превышающими запрос в 150 мА. Срок службы элементов до 20 лет.

Спиральные конструкции имеют большую поверхность лития, импульсно дают до 4 А, при постоянном токе — 0,1-1,8 А. Но саморазряд этих устройств достигает 10 % в год от первоначальной емкости. Элементы с любым составом катода выпускают в двух типах. Литиевые батарейки могут быть круглыми, призматическими или в форме таблеток.

Крупными и признанными производителями литиевых батареек считают EVE, Minamoto, SAFT, Robiton, Varta, Tekcell. Небольшие производства есть в Китае.

Свойства литиевых батареек с разными анодными парами

В зависимости от химического состава катода в связке с металлическим литием, меняется емкость и напряжение на клеммах элемента, их саморазряд и способность работать в диапазоне температур.

Размеры литиевых батареек

Чтобы правильно подобрать нужный источник энергии, необходимо знать его геометрические размеры и форму. Показатели стандартизированы, разберемся в типоразмерах литиевых одноразовых батареек. Используется классификация США.

Отдельные типы литиевых батареек можно посмотреть на фото.

При выборе литиевой батарейки важна маркировка, по ней можно определить тип элемента. Для литиевой батарейки на корпусе большими буквами будет напечатано CR, на щелочной LR, на солевой R.

Всегда ли литиевые батарейки предпочтительнее щелочных? Изделия отлично работают в любых условиях. Но всегда ли экономически выгодно покупать батарейку литиевую в 5 раз дороже, если на малом токе они превосходит алкалиновые в 1,5-2 раза? Какие лучше, решается в каждом случае, применительно к решаемым задачам.

Необходимо учесть, что запас энергии на всех типах литиевых батареек больше в несколько раз. Чтобы не перепутать устройства, производители делают Li АКБ с особыми выводами.

Литиевые батарейки ААА

Мы рассмотрим одноразовую батарейку с литиевым анодом типа ААА. Компактное устройство имеет пассивный слой на аноде, предупреждающий реакцию. Даже кратковременная подача тока разрушит слой и приведет в негодность батарейку. В отличие от солевых мизинчиковых батареек, литиевые разогреются настолько, что могут взорваться. Зарядка литиевых одноразовых батареек запрещена!

Если замкнуть плюс и минус у литиевой батарейки, она тоже может загореться. Поэтому, необходимо соблюдать следующие правила:

Стоит ли покупать литиевую батарейку ААА, которая стоит дороже алкалиновой в 5 раз. Учитывая, что работает она в 7 раз дольше, и легче на 35 %, стоит.

Срок годности литиевых батареек

При правильном хранении, литиевые батарейки АА будут безотказно работать, если их подключить в течение 10 лет. Зачастую, тог саморазряда составляет 2 % в год при хранении в комнатных условиях, t = 20 0 С.

Дату выпуска и срок годности можно найти на корпусе в виде буквенно-цифрового кода. Зашифровано по разному, только в цифрах, 5 знаков означает число, месяц и год (40615), а код 9А14 следует читать 9 января 2014 года. Срок годности вынесен отдельно. Срок годности действителен, если батарейка находится в упаковке и ею никогда не пользовались.

Литиевые или алкалиновые батарейки, какие лучше

Алкалиновые и щелочные батарейки одно и то же. Воспользуемся тестированием специалистами Росконтроля, пальчиковых ААА батареек и сравним их с литиевыми. Так как идеальных элементов на случаи импульсной и постоянной умеренной и слабой нагрузки нет, предлагается определить, где предпочтительнее использовать щелочные, а где литиевые батарейки и какие лучше.

Результаты исследований показали, что для импульсных токовых нагрузок с высокой мощностью лучше купить литиевую батарейку – прослужит столько же, что 3 щелочных, но весит она намного меньше, чем аварийный запас из нескольких другого вида.

В пультах и часах, в детских игрушках оптимально использовать алкалиновые аккумуляторы, по стоимости выгоднее. Малые токи быстро истощают заряд литиевой батарейки, и проработает она почти столько же, что и щелочная.

Можно ли заряжать литиевые батарейки

Одноразовые литиевые батарейки заряжать нельзя! аккумуляторные батарейки используют со специальным зарядным устройством. Они могут выдержать до 1000 перезарядов, существенно сэкономив бюджет на покупку одноразовых элементов.

Как определить, что перед вами, аккумулятор или одноразовая батарейка? Сведения перед глазами. На аккумуляторе указывается емкость в mAh, на литиевой батарейке такой информации нет. Намекнет на аккумулятор цена, она высокая. На изделии обязательно найдется маркировка «rechargeable» — перезаряжаемая.

Если вы профессионально работаете с фотовспышкой и другой мощной аппаратурой, купите плоскую полимерную или цилиндрическую заряжаемую литиевую батарейку. Это выгоднее, чем приобретать в большом количестве одноразовые элементы.

Зарядное устройство для литиевых батареек

Не всяким устройством можно заряжать литиевые батарейки. Лучше купить специальное, которое само ведет 2 этапа зарядки, выводит на дисплей текущие показатели и во время отключит аккумулятор от питания. Как заряжать литиевую батарейку, если она полимерная? Различий нет, принцип действия у них один. Стоит такой зарядник недорого, около 20$, хорошо, если функция измерения емкости в наличии.

Видео

Все разнообразие литиевых современных источников энергии и о том, как заряжать литиевую батарейку представлено на видео.

Источник

Литиевые батарейки или долговечные источники питания

Литиевые источники питания требуются для многих электронных приборов. В статье будут рассмотрены распространенные ионно-литиевые батареи li-ion.

Состав литиумного источника питания

Литиевая батарейка основана на работе необратимо-окислительной реакции. Анодом выступает металлический литий, твердым катодом могут использоваться оксид марганца, дисульфид железа, оксид меди, из жидких стоит отметить оксид серы, тионилхлорид. При этом из окислителей применяется активный литий, эффективно отделяющий электроны.

Типы литиевых батареек

Одним из признаков классификации накопителей выступает вид основного активного вещества:

Одним из важных показателей выбора аккумулятора является рабочее напряжение.

Рассмотрим лишь некоторые из них.

Литиевые батарейки 3В используют только в специально предназначенных гаджетах, их нельзя использовать в дистанционных пультах управления или обычных домашних часах.

Литиевая батарея 6В может применяться в источниках бесперебойного питания, детских машинках аккумуляторного типа и многих других.

Литиевая батарея 12 вольт применяется помимо установки в ИБП в автономных инструментах, например в шуруповерте.

Маркировка

Какая же должна быть маркировка у ионно-литиевых батарей? Согласно требованиям организации IEC на корпусе АКБ должны обозначаться следующие показатели:

Обозначение литиевых батареек – сочетание букв «CR». Следующая цифра указывает типоразмер. Таблица ниже показывает их калибровку.

Зарядка накопителей энергии

У многих возникает вопрос, можно ли заряжать батарейки li-ion? Однозначно, перезаряжать можно только специально предназначенные элементы, так называемые аккумуляторные батареи.

Типовые разновидности аккумуляторных источников и какие аккумуляторы лучше?

Среди разновидностей аккумуляторов выделяют ионные (li-ion) и полимерные (li-pol) накопители. Подробнее сделать анализ поможет таблица сравнительной характеристики литиевых батареек.

Сегодня полным ходом идет разработка новых литий-металлических элементов (li-metal) повышенной безопасности и с увеличенным сроком службы.

Литий-металлические батареи достаточно перспективны для замены li-ion и li-pol источников.

Особенности зарядки литий полимерного аккумулятора

Для поддержания постоянно полного объема источника питания необходимо проводить зарядку по графику, а именно, после разрядки через 500 часов эксплуатации оборудования.

Полимерная батарея чувствительна к механическим повреждениям, переохлаждению, а также к перепадам напряжения и перегрузкам, поэтому подключать аккумулятор стоит только к стабильной электросети.

Как восстановить литиевой накопитель

Срок службы литиевой батареи достаточно длителен, но рано или поздно она теряет первоначальную емкость. Поэтому многие озадачились вопросом восстановления аккумулятора.

Рассмотрим два способа восстановления накопителя.

Первый способ кажется сомнительным, но является самым простым и, со слов умельцев, часто срабатывает. Необходимо:

Контроллер часто прекращает блокировать работу элемента.

Второй способ стоит попробовать если стандартная зарядка и мероприятия с морозильной камерой не помогли. Суть метода заключается в отсоединении защитной платы согласно следующему порядку действий:

Сколько времени заряжать литиевые батарейки

Сейчас широко используются зарядные устройства с индикаторами уровня заряда, но если вы не располагаете подобным гаджетом, можете рассчитать необходимое время по следующей формуле:

T (время) = 1.4*Y(мА*ч)/X (мА), где 1,4 – коэффициент теплоотдачи.

Как проверить источник питания?

Проще и быстрее всего проверить заряд источника питания мультиметром.

Существует два способа проверки:

Как заменить АКБ?

Замена слабых одноразовых источников питания сильно бьет по финансам. Поэтому многие задумываются о приобретении перезаряжаемых батареек. Наиболее подходящими для этих целей, несомненно, являются литиумные АКБ.

Особенной популярностью в поисковиках сети Интернет пользуются запросы о переходе старых модификаций шуруповертов на литиумные аккумуляторы. Для этих целей необходимо только подобрать подходящие для шуруповерта литиумные аналоги того же размера и напряжения.

Сколько стоит литиевая батарейка?

Одними из самых дешевых элементов являются дисковые батарейки литиевые. В простонародье называемые литиевые батарейки таблетки применяются для энергоснабжения часов, весов, процессоров и других гаджетов с небольшим энергопотреблением. Стоимость «таблеток» начинается от 10 рублей и ограничивается лишь аппетитами производителей и дистрибьюторов.

Высшую же планку сложно определить из-за огромного разнообразия. Но можно сказать однозначно, что, как и на все технологические новинки стоимость снижается благодаря повышению эффективности производства и увеличения количества производителей.

Производство батарей

Литиевые батареи большой емкости используются при производстве электромобилей. Благодаря повышенной популярности последних прогнозируется открытие большого количества фабрик по производству этих накопителей. По оценкам различных консалтинговых компаний скоро будет действовать около 26 подобных крупных заводов. Часть из них уже функционируют, запуск остальных планируется до 2021 года.

Дополнительная информация о литиевых батарейках

Данные элементы питания являются наиболее эффективными и способны выдерживать большие нагрузки. Пользователи выделяют ряд плюсов: повышенный энергетический объем, стабильно держит напряжение, высокая емкость. Как и другие элементы питания литиевые батарейки имеют в своем строении анод, катод, сепаратор и диафрагму. Два последних элемента служат диэлектриком. В данном источнике энергии использована специальная пропитка для диафрагмы.

Основное отличие от солевых и щелочных элементов питания заключается в долгом сроке службы. Этого удалось достичь за счет применения особой технологии которая позволяет избавить Li-ion накопители энергии от зависимости нагрузочного тока. У них этого нет. В связи с этим хранить их можно до 12 лет. Не смотря на всю сложность процесса изготовления, производители научились выпускать разные типы литиевых батареек. Такие элементы питания спокойно переносят перепады температуры и способны долгое время работать при долгих и постоянных нагрузках.

Электролит используемый в литиевых батарейках

Номинальное напряжение такой батареи равно 3.7 вольт. Из лития получаются элементы малой массы и очень тонкие. По сути это мягкий и пластичный металл.

Изготавливать данные источники тока стали в начале 70-х годов. Изначально опыты с этими батареями не удавались и все оканчивалось взрывом. Но через некоторое время все недочеты удалось устранить. Несмотря на это пользоваться литиевыми батарейками нужно соблюдая инструкцию по эксплуатации.

Чтобы создать из лития безопасный источник питания пришлось совместить его с твердо органическими электролитами. В результате этого вышел более мощный и миниатюрный аккумуляторный элемент. 2 батареи из лития на 3 вольта могут запросто стать заменой 4-5 щелочным.

Защита

Чтобы литиевые батарейки работали стабильно и надежно было принято решение внедрить в их конструкцию специальную защитную плату. Вот от чего она защищает:

Она припаяна к клеймам полюсов. В нее встроен контроллер, который следит за состоянием заряда. В случае перезаряда более 4,25 V он отключит ее от ЗУ.

Как зарядить литиевые батарейки?

По сути батарейки зарядить нельзя особенно если на них есть надпись do not recharge. Если ваш элемент аккумуляторного типа, то подзаряд идет по следующей схеме.

Заряд происходит в 2 этапа.

Желательно использовать зарядник с показателями напряжения.

Литиевые батарейки плохо переносят перезаряд поэтому их нужно вовремя отключить.

Где используются литиевые батарейки?

Область применения таких источников тока многообразна. Например, их можно поставить в будильник, пульт, электронные весы. Но лучше всего они проявят себя в устройствах с высоким энергопотреблением. Например, это фотоаппараты, вспышки, игрушки, медицинское оборудование, военной промышленности, компьютерной технике.

Плюсы и минусы литиевых батареек

Основное их преимущество заключается в том, что они могут иметь большую емкость при малых размерах.

Список плюсов

Основным недостатком данного накопителя тока является его стоимость. Зато длительное время не придется его менять.

Виды и типоразмеры литиевых элементов питания

В продаже можно встретить такие варианты:

Между собой они отличаются формой и могут быть цилиндрическими, квадратными или дискообразными.

Классификация Соединенных Штатов Америки

Некоторые параметры можно обнаружить на корпусе устройства. Например, это может быть напряжение, емкость, класс, год производства.

Отличие литиевых батареек от солевых и щелочных

В основном выше перечисленные батарейки между собой отличаются сроком службы и емкостью.

Правила безопасности

Устройство литиевой батарейки

По конструкции выделяют 2 варианта:

Спиральные элементы обладают масштабной поверхностью лития. При импульсном токе они отдают до 4 А, а при постоянном до 0,1-1,8. За год данные элементы питания теряют 10% своей емкости от исходной. В торговых точках можно встретить призматические, в форме таблеток или круглые батареи подобного типа.

Основные крупные производители:

Бобинные источники тока могут проработать целых 20 лет. Используются в устройствах с током потребления не более 150 mA.

Источник