Лі-іон проти NiCad
Share
Літій-іонний (або Лі-іон) акумулятори менших розмірів, потребують низького обслуговування та екологічно безпечніші Нікель-кадмій (також називається NiCad, NiCd або Ni-Cd) акумулятори. Хоча вони мають схожість, Li-ion та NiCd батареї відрізняються за своїм хімічним складом, впливом на навколишнє середовище, застосуванням та витратами.
Порівняльна діаграма
| Лі-іон | NiCad | |
|---|---|---|
| Питома потужність | ~ 250- ~ 340 Вт / кг | 1800mha |
| Ефект пам'яті | Не страждайте від ефекту пам’яті | Страждає ефект пам’яті |
Зміст: Li-ion проти NiCad
- 1 Електрохімія
- 2 Вплив на навколишнє середовище
- 3 Вартість
- 4 Експлуатація та продуктивність
- 5 Розміри та типи
- 6 додатків
- 7 Список літератури
Електрохімія
Нікель-кадмієва батарея використовує кадмій для анода (негативний термінал), оксигідроксид нікелю для катода (позитивний термінал) і водний гідроксид калію в якості електроліту.
Літій-іонний акумулятор використовує графіт як анод, літієвий оксид для катода та літієву сіль як електроліт. Іони літію під час розряду переходять від негативного електрода до позитивного електрода і назад при зарядженні. Літій-іонні електрохімічні осередки використовують інтеркальовану сполуку літію як матеріал електрода замість металевого літію на відміну від одноразових літієвих первинних батарей.
Вплив на навколишнє середовище
Акумулятори NiCad містять від 6% (промислові батареї) до 18% (споживчі батареї) кадмію, який є токсичним важким металом і тому потребує особливої обережності під час утилізації акумуляторів. Федеральний уряд класифікує це як небезпечний відхід. У Сполучених Штатах частина ціни акумулятора - це плата за правильне утилізацію в кінці терміну служби.
Компоненти літій-іонних акумуляторів є екологічно безпечними, оскільки літій є небезпечними відходами.
Вартість
Літій-іонний акумулятор коштує приблизно на 40 відсотків дорожче з-за додаткової схеми захисту для контролю напруги та струму.
Експлуатація та продуктивність
Найбільшим недоліком нікель-кадмієвих батарей є те, що вони страждають від «ефекту пам’яті», якщо їх кілька разів розряджають і заряджають до того ж стану заряду. Акумулятор "запам'ятовує" точку свого циклу заряду, де починалася перезарядка, і під час подальшого використання напруга раптово падає в цій точці, ніби акумулятор розрядився. Однак ємність акумулятора істотно не зменшується. Деякі електроніки спеціально розроблені, щоб витримати цю знижену напругу, достатньо довго, щоб напруга повернулося до норми. Однак деякі пристрої не можуть працювати протягом цього періоду зниженої напруги, і акумулятор видається "мертвим" раніше, ніж зазвичай.
Подібний ефект, який називається пониженням напруги або лінивим ефектом акумулятора, є результатом багаторазової перезарядки. У цьому випадку акумулятор, здається, повністю заряджений, але швидко розряджається лише після короткого періоду роботи. Якщо добре поводитись, нікель-кадмієвий акумулятор може тривати 1000 циклів і більше, перш ніж його ємність опуститься нижче половини його початкової ємності.
Ще одна проблема - зворотна зарядка, яка виникає через помилку користувача або коли акумулятор з декількох комірок повністю розряджений. Зворотна зарядка може скоротити час автономної роботи. Побічним продуктом зворотного зарядження є водень, який може бути небезпечним.
Якщо не використовується регулярно, дендрити мають тенденцію до розвитку в акумуляторах NiCad. Дендрити - це тонкі електропровідні кристали, які можуть проникати в мембрану сепаратора між електродами. Це призводить до внутрішнього короткого замикання та передчасного виходу з ладу.
Літій-іонні акумулятори мають низький рівень обслуговування. Їх можна заряджати до повного розряду без створення «ефекту пам’яті» та працювати в більш широкому температурному діапазоні. Якщо порівнювати з Ni-Cd, саморозряд у літій-іоні становить менше половини, що робить його цілком придатним для сучасних приладів вимірювання палива. Єдиний недолік - літій-іонний акумулятор неміцний і потребує захисного контуру для підтримки безпечної роботи. Захисний контур вбудований у кожну упаковку, що обмежує пікову напругу кожної комірки під час заряду та запобігає падінню напруги стільника надто низько. Для запобігання температурних перепадів також контролюється температура клітин.
Розміри та типи
Осередки Ni-Cd доступні від ААА до D, таких же розмірів, як лужні батареї, а також декілька розмірів багатоклітинних. Крім одиничних осередків, вони доступні в упаковках до 300 комірок, які зазвичай використовуються в автомобільних та важкопромислових областях. Для портативних програм кількість комірок нижче 18 комірок. Існує два типи NiCd акумуляторів: герметичні та вентильовані.
Літій-іонні акумулятори менші, легші та забезпечують більше енергії, ніж нікель-кадмієві батареї. Вони також доступні в найрізноманітніших формах і розмірах у чотирьох форматах:
- Невеликий циліндричний (твердий корпус без клем, таких як ті, що використовуються в акумуляторах ноутбука)
- Великий циліндричний (тверде тіло з великими різьбовими клемами)
- Мішечок (м'який, плоский корпус, такий, як у мобільних телефонів)
- Призматичний (напівтвердий пластиковий корпус з великими різьбовими клемами, що часто використовується в тягових пакетах транспортних засобів)
Клітини мішечка мають найбільшу щільність енергії через відсутність корпусу. Однак вона потребує деякої зовнішньої форми стримування, щоб запобігти розширенню, коли рівень її заряду (SOC) високий.
Програми
Акумулятори NiCad можуть бути зібрані в акумуляторні батареї або використовуватися індивідуально. Маленькі та мініатюрні осередки можна використовувати у ліхтариках, портативній електроніці, камерах та іграшках. Вони можуть живити струми високого струму з відносно низьким внутрішнім опором, що робить їх сприятливим вибором для літаків, човнів, автомобілів, бездротових електроінструментів та флеш-камер, що управляються електричною моделлю. Більші затоплені осередки використовуються для запуску акумуляторів літаків, електромобілів та режиму очікування.
Із такими якостями, як висока енергетична щільність, відсутність ефекту пам’яті та повільна втрата заряду, коли не використовується, літій-іонні акумулятори є найпопулярнішим вибором для побутової електроніки. Вони також зростають у популярності для військових, електромобілів та аерокосмічних застосувань.
Список літератури
- http://support.radioshack.com/support_tutorials/batteries/bt-liion-main.htm
- http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel-cadmium_battery
- http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery
