چگونه باتری لیتیوم یون سفارشی مناسب برای سخت افزار خود انتخاب کنیم؟

باتری مهم‌ترین لوازم الکترونیکی در سخت‌افزار شما است. اما چگونه می‌توان اطمینان حاصل کرد که باتری لیتیوم یون سفارشی مناسب برای سخت‌افزار خود را انتخاب می‌کنید؟

این مقاله شامل دو بخش برای نشان دادن این سوال است. بخش 1 در مورد ملاحظات مهم هنگام انتخاب باتری مناسب برای یک برنامه مصرف کننده بحث می کند. اینها شامل قابلیت شارژ مجدد، چگالی انرژی، چگالی توان، ماندگاری، ایمنی، ضریب فرم، هزینه و انعطاف پذیری هستند. بخش 2 به چگونگی تأثیر شیمی بر معیارهای مهم باتری و در نتیجه انتخاب باتری برای برنامه شما می پردازد. در قسمت 3 به بررسی شیمی باتری ثانویه متداول خواهیم پرداخت.


برخی از ملاحظات مهم در انتخاب باتری عبارتند از:

1. اولیه در مقابل ثانویه - یکی از اولین انتخاب ها در انتخاب باتری این است که تصمیم بگیرید که آیا برنامه به باتری های اولیه (یک بار مصرف) یا ثانویه (قابل شارژ) نیاز دارد. در بیشتر موارد، این یک تصمیم آسان برای طراح است. برنامه هایی با استفاده متناوب گاه به گاه (مانند هشدار دود، اسباب بازی یا چراغ قوه)، و برنامه های یکبار مصرف که در آنها شارژ غیرعملی می شود، استفاده از باتری اصلی را تضمین می کند. سمعک‌ها، ساعت‌ها (ساعت‌های هوشمند استثنا هستند)، کارت‌های تبریک و ضربان‌ساز نمونه‌های خوبی هستند. اگر قرار است باتری به طور مداوم و برای مدت طولانی استفاده شود، مانند لپ تاپ، تلفن همراه یا ساعت هوشمند، باتری قابل شارژ مناسب تر است.

باتری‌های اولیه سرعت خود تخلیه بسیار پایین‌تری دارند - یک ویژگی جذاب زمانی که شارژ کردن قبل از اولین استفاده امکان‌پذیر نیست یا عملی است. باتری های ثانویه با سرعت بیشتری انرژی خود را از دست می دهند. این در اکثر برنامه ها به دلیل قابلیت شارژ مجدد اهمیت کمتری دارد.

2. انرژی در مقابل توان - زمان اجرای باتری توسط ظرفیت باتری بیان شده بر حسب میلی آمپر ساعت یا آه تعیین می شود و جریان تخلیه ای است که باتری می تواند در طول زمان ارائه دهد.

هنگام مقایسه باتری های شیمی مختلف، بررسی محتوای انرژی مفید است. برای بدست آوردن محتوای انرژی یک باتری، ظرفیت باتری را بر حسب Ah در ولتاژ ضرب کنید تا انرژی بر حسب وات ساعت بدست آید. به عنوان مثال، یک باتری نیکل-فلز هیدرید با 1.2 ولت و یک باتری لیتیوم یون با 3.2 ولت ممکن است ظرفیت یکسانی داشته باشند، اما ولتاژ بالاتر لیتیوم-یون انرژی را افزایش می دهد.

ولتاژ مدار باز معمولاً در محاسبات انرژی استفاده می شود (یعنی ولتاژ باتری زمانی که به بار متصل نیست). با این حال، هم ظرفیت و هم انرژی هر دو به شدت به میزان تخلیه بستگی دارند. ظرفیت نظری فقط توسط مواد الکترود فعال (شیمی) و جرم فعال دیکته می شود. با این حال، باتری‌های عملی به دلیل وجود مواد غیرفعال و محدودیت‌های جنبشی، تنها کسری از اعداد نظری را به دست می‌آورند که از استفاده کامل از مواد فعال و تجمع محصولات تخلیه بر روی الکترودها جلوگیری می‌کند.

سازندگان باتری اغلب ظرفیت را در نرخ دشارژ، دما و ولتاژ قطع مشخص می کنند. ظرفیت مشخص شده به هر سه عامل بستگی دارد. هنگام مقایسه رتبه بندی ظرفیت تولید کننده، مطمئن شوید که به طور خاص به نرخ تخلیه نگاه می کنید. باتری که به نظر می رسد ظرفیت بالایی در برگه مشخصات دارد، اگر تخلیه فعلی برنامه بیشتر باشد، ممکن است عملکرد ضعیفی داشته باشد. به عنوان مثال، باتری با سرعت 2 Ah برای تخلیه 20 ساعته نمی تواند 2 A را برای 1 ساعت ارائه دهد، اما تنها کسری از ظرفیت را ارائه می دهد.

باتری‌های با قدرت بالا قابلیت تخلیه سریع را با نرخ تخلیه بالا مانند ابزارهای برقی یا کاربردهای باتری استارت خودرو ارائه می‌کنند. به طور معمول، باتری های با قدرت بالا چگالی انرژی پایینی دارند.

یک قیاس خوب برای قدرت در مقابل انرژی این است که به یک سطل با یک فواره فکر کنید. یک سطل بزرگتر می تواند آب بیشتری را در خود نگه دارد و شبیه یک باتری با انرژی بالا است. اندازه دهانه یا دهانه ای که آب از سطل خارج می شود، مشابه قدرت است - هر چه قدرت بیشتر باشد، سرعت تخلیه بالاتر است. برای افزایش انرژی، شما معمولاً اندازه باتری را افزایش می دهید (برای یک شیمی خاص)، اما برای افزایش قدرت، مقاومت داخلی را کاهش می دهید. ساخت سلول نقش مهمی در به دست آوردن باتری هایی با چگالی توان بالا دارد.




شما باید بتوانید چگالی انرژی نظری و عملی را برای شیمی های مختلف از کتاب های درسی باتری مقایسه کنید. با این حال، از آنجایی که چگالی توان به شدت به ساخت باتری وابسته است، به ندرت این مقادیر را در لیست پیدا خواهید کرد.

3. ولتاژ - ولتاژ کارکرد باتری یکی دیگر از ملاحظات مهم است و توسط مواد الکترود مورد استفاده تعیین می شود. یک طبقه بندی مفید باتری در اینجا، در نظر گرفتن باتری های آبی یا مبتنی بر آب در مقابل مواد شیمیایی مبتنی بر لیتیوم است. اسید سرب، کربن روی و هیدرید فلز نیکل همگی از الکترولیت های مبتنی بر آب استفاده می کنند و دارای ولتاژ نامی بین 1.2 تا 2 ولت هستند. باتری های مبتنی بر لیتیوم، از سوی دیگر، از الکترولیت های آلی استفاده می کنند و دارای ولتاژ نامی 3.2 تا 4 ولت هستند (هر دو اولیه و 4 ولت). ثانوی).

بسیاری از قطعات الکترونیکی با حداقل ولتاژ 3 ولت کار می کنند. ولتاژ عملیاتی بالاتر در شیمی مبتنی بر لیتیوم به جای دو یا سه سلول مبتنی بر آبی به صورت سری استفاده می شود تا ولتاژ مورد نظر را ایجاد کند.

نکته دیگری که باید به آن توجه کرد این است که برخی از ترکیبات شیمیایی باتری مانند روی MnO2 دارای منحنی تخلیه شیبدار هستند، در حالی که برخی دیگر دارای مشخصات صاف هستند. این بر ولتاژ قطع تأثیر می گذارد (شکل 3).

شکل 3: نمودار ولتاژ بر اساس شیمی باتری

VTC ولتاژ برق نمودار باتری در شیمی
4. محدوده دما - شیمی باتری محدوده دمایی برنامه را تعیین می کند. به عنوان مثال، سلول های روی کربنی مبتنی بر الکترولیت آبی را نمی توان در دمای زیر صفر درجه سانتی گراد استفاده کرد. سلول های قلیایی نیز کاهش شدید ظرفیت را در این دماها نشان می دهند، اگرچه کمتر از کربن روی. باتری‌های لیتیومی اولیه با الکترولیت آلی می‌توانند تا -40 درجه سانتیگراد کار کنند اما با کاهش قابل توجهی در عملکرد.

در کاربردهای قابل شارژ، باتری‌های لیتیوم یونی را می‌توان با حداکثر سرعت تنها در یک پنجره باریک حدود 20 تا 45 درجه سانتی‌گراد شارژ کرد. فراتر از این محدوده دما، جریان/ولتاژ کمتری باید استفاده شود که در نتیجه زمان شارژ طولانی‌تر می‌شود. در دماهای کمتر از 5 درجه یا 10 درجه سانتیگراد، ممکن است برای جلوگیری از مشکل ترسناک آبکاری لیتیوم دندریتی که خطر فرار حرارتی را افزایش می دهد، به شارژ قطره ای نیاز باشد (همه ما درباره انفجار باتری های مبتنی بر لیتیوم شنیده ایم که می تواند در نتیجه اتفاق بیفتد. شارژ بیش از حد، شارژ با دمای پایین یا بالا، یا اتصال کوتاه از آلاینده ها).

ملاحظات دیگر عبارتند از:

5. عمر مفید - این به مدت زمانی که باتری قبل از استفاده در یک انبار یا روی قفسه می ماند، اشاره دارد. عمر مفید باتری های اولیه بسیار بیشتر از باتری های ثانویه است. با این حال، عمر مفید برای باتری های اولیه به طور کلی مهم تر است، زیرا باتری های ثانویه قابلیت شارژ شدن را دارند. یک استثنا زمانی است که شارژ مجدد عملی نباشد.

6. شیمی - بسیاری از خواص ذکر شده در بالا توسط شیمی سلولی دیکته شده است. در قسمت بعدی این مجموعه وبلاگ، در مورد مواد شیمیایی رایج باتری در دسترس بحث خواهیم کرد.

7. اندازه و شکل فیزیکی - باتری‌ها معمولاً در قالب‌های اندازه زیر موجود هستند: سلول‌های دکمه/سکه، سلول‌های استوانه‌ای، سلول‌های منشوری و سلول‌های کیسه‌ای (بیشتر آنها در قالب‌های استاندارد شده).

8. هزینه - مواقعی وجود دارد که ممکن است لازم باشد باتری با ویژگی های عملکرد بهتر را کنار بگذارید زیرا برنامه بسیار به هزینه حساس است. این به ویژه برای برنامه های یکبار مصرف با حجم بالا صادق است.

9. حمل و نقل، مقررات دفع - حمل و نقل باتری های مبتنی بر لیتیوم تنظیم شده است. دور ریختن برخی مواد شیمیایی باتری نیز تنظیم شده است. این ممکن است برای برنامه های با حجم بالا مورد توجه قرار گیرد.

10. ایمنی باتری لیتیومی سازنده. برخی از تولیدکنندگان حتی قبل از تولید انبوه هیچ آزمایش ایمنی و قابلیت اطمینان را در سمت خود انجام نداده اند. این خطر بزرگی را در برنامه نهایی ایجاد می کند.


هنگام انتخاب باتری، ملاحظات زیادی وجود دارد. تعدادی از اینها مربوط به شیمی هستند، در حالی که برخی دیگر به طراحی باتری، ساخت و توانایی سازنده مربوط می شوند. با تجربه ترین سازنده باتری لیتیوم یونی را انتخاب کنید مهمترین آنها است. VTC Power Co.,Ltd متخصص در تولید باتری لیتیوم یونی به مدت 20 سال و بهترین پیشنهاد را به شما بدهد!


VTC Power Co., Ltd

تلفن: 0086-0755-32937425

فکس: 0086-0755-05267647

اضافه کردن: شماره 10، جاده جین لینگ، پارک صنعتی ژونگکای، شهر هویژو، چین

ایمیل：info@vtcpower.com

وب سایت: http://www.vtcpower.com


کلمات کلیدی: #باتری لیتیوم یون سفارشی #باطری اولیه در مقابل باتری ثانویه#بسته باتری لیتیوم یونی #اندازه و شکل فیزیکی #تولید باتری یون لیتیوم #سلول‌های استوانه‌ای# سلول‌های منشوری #مدت ماندگاری#حمل و نقل باتری‌های مبتنی بر لیتیوم# ایمنی باتری لیتیومی#VTC Power Co .، با مسئولیت محدود