Įvadas
Pastaraisiais metais nešiojamųjų elektroninių prietaisų populiarumas labai išaugo, todėl auga patikimų, didelio našumo baterijų, kurios turi ilgesnį naudojimo laiką, paklausa. Dėl didelio energijos tankio, mažo savaiminio išsikrovimo greičio ir ilgesnės tarnavimo trukmės ličio jonų baterijos tapo dažniausiai naudojama nešiojamų prietaisų baterijų technologija.
Vienas iš svarbiausių ličio jonų baterijų technologijos pasiekimų yra sukrautų ličio jonų baterijų įdiegimas. Šios baterijos pasižymi didesniu energijos tankiu nei tradicinės plokščiosios baterijos. Šiame straipsnyje paaiškinsime, kas yra sukrautos ličio jonų baterijos, kaip jos veikia ir kodėl jos yra geresnės už tradicines plokščias baterijas.
Kas yra sukrautas ličio jonų akumuliatorius?
Sudėtinė ličio jonų baterija yra ličio jonų akumuliatoriaus tipas, sudarytas iš kelių viena ant kitos sudėtų elementų. Elementai yra sujungti nuosekliai, o akumuliatoriaus įtampa yra kiekvieno elemento įtampų suma.
Kiekviename sukrauto ličio jonų akumuliatoriaus elemente yra anodas (teigiamas elektrodas), katodas (neigiamas elektrodas) ir elektrolitas. Anodas paprastai yra pagamintas iš grafito, o katodas gali būti pagamintas iš skirtingų medžiagų, atsižvelgiant į pritaikymą.
Elektrolitas paprastai yra ličio druska, ištirpinta organiniame tirpiklyje. Ličio jonai gali laisvai judėti tarp anodo ir katodo per elektrolitą, generuodami elektros energiją.
Kaip veikia sukrauta ličio jonų baterija?
Norint suprasti, kaip veikia sukrauta ličio jonų baterija, būtina suprasti, kaip veikia vienas ličio jonų akumuliatoriaus elementas.
Vienoje ląstelėje ličio jonai iš anodo pereina į katodą iškrovos metu, generuodami elektronų srautą, kurį galima panaudoti įrenginiui maitinti. Įkrovimo metu procesas yra atvirkštinis, o ličio jonai grįžta atgal į anodą.
Sudėtoje ličio jonų baterijoje keli elementai yra sujungti nuosekliai, o tai reiškia, kad vieno elemento katodas yra prijungtas prie kito elemento anodo. Šis išdėstymas padidina bendrą akumuliatoriaus įtampą, kuri yra kiekvieno elemento įtampų suma.
Jonų srautas tarp elementų yra valdomas grandinėmis, kurios užtikrina, kad kiekvienos ląstelės įtampa išliktų saugiame diapazone. Jei vieno elemento įtampa nukrenta per žemai, grandinė neleis tolesniam akumuliatoriaus išsikrovimui, kol nebus atkurta elemento įtampa.
Kodėl sukrauti ličio jonų akumuliatoriai yra geresni už tradicines plokščias baterijas?
Sudėtos ličio jonų baterijos turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis plokščiomis baterijomis.
Pirma, kaip minėta anksčiau, sukrautos ličio jonų baterijos turi didesnį energijos tankį nei tradicinės plokščios baterijos. Tai reiškia, kad jie gali sukaupti daugiau energijos toje pačioje erdvėje, todėl puikiai tinka naudoti mažuose nešiojamuose įrenginiuose, kur dydis ir svoris yra svarbūs veiksniai.
Antra, sukrautos ličio jonų baterijos tarnauja ilgiau nei tradicinės plokščios baterijos. Taip yra todėl, kad rietuvės konstrukcija sumažina atskirų elementų apkrovą, o tai gali pailginti bendrą akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
Trečia, sukrautos ličio jonų baterijos yra patikimesnės nei tradicinės plokščiosios baterijos. Taip yra todėl, kad kamino konstrukcija leidžia geriau valdyti šilumą, sumažinant perkaitimo ir šilumos nutekėjimo riziką. Terminis nutekėjimas įvyksta, kai akumuliatoriaus elemento temperatūra nekontroliuojamai pakyla dėl vidinių trumpųjų jungimų, todėl įkaista ir kiti akumuliatoriaus elementai. Tai gali sukelti sprogimą arba gaisrą.
Galiausiai, sukrautos ličio jonų baterijos gali būti įkraunamos greičiau nei tradicinės plokščios baterijos. Taip yra todėl, kad rietuvės konstrukcija leidžia užtikrinti didesnę įkrovimo srovę, todėl įkrovimas vyksta greičiau.
Išvada
Sudėtos ličio jonų baterijos yra esminė ličio jonų baterijų technologijos plėtra ir turi daug pranašumų, palyginti su tradicinėmis plokščiomis baterijomis. Jie užtikrina didesnį energijos tankį, ilgesnį tarnavimo laiką, didesnį patikimumą ir greitesnį įkrovimo laiką. Vis populiarėjant nešiojamiesiems elektroniniams prietaisams, sukrautos ličio jonų baterijos ir toliau vaidins svarbų vaidmenį patenkinant vartotojų poreikius dėl didelio našumo ir patikimų baterijų.
