Tag: Li-ion

باتری لیتیوم-یون

باتری لیتیوم-یون (گاهی Li-ion یا LIB) یک خانواده از باتری‌های قابل شارژ است که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند. باتریهای لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می سازند تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند،میتوان از جریان بالاتری برای شارژ و دشارژ بدون آسیب به باتری استفاده کرد،در هنگام دشارژ افت پتانسیل کمی دارند، به دوره break-in نیاز ندارند و از مسئله حافظه باتری خبر ندارند. می توانید در هر زمانی یک باتری لیتیم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کنید، اما چون باتریهای لیتیم ـ یون معمولاً دارای طول عمر شارژ/دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باتری را شارژ کنید طول عمر باتری را پایین می آورید .همچنین در صورت ادامه شارژ پس از پر شدن، باتری آسیب دیده و از عمر آن کاسته میشود به همین دلیل برای شارژ انها از مدارهای محافظ هوشمند استفاده میشود تاپس از پر شدن جریان شارژ قطع شود و باتری over charged نشود. با آئشنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر می کنند، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده‌اند .

(385)

بیماری ویروسی، کارآیی باتری لیتیوم یون را بهبود داد!

محققان دانشگاه MIT با استفاده از ویروس جهش یافته M13 که از نوعی صدف دریایی گرفته شده بود، عملکرد باتری های لیتیومی را به طور چشمگیری افزایش دادند.

 

محققان دانشگاه MIT با استفاده از یک ویروس جهش یافته، عملکرد باتری های لیتیومی را به طور چشمگیری افزایش دادند.

در این روش یک ویروس اصلاح شده ژنتیکی بر روی سیم های الکترود میکروسکوپی قرار داده می شود و عملکرد باتری های لیتیومی به طرز چشمگیری افزایش می یابد؛ یعنی با افزودن یک ویروس مهندسی زیستی به نانوسیم در مرحله تولید، تمام مشکلات و محدودیت های باتری های متداول رفع می شود. دراین فناوری، ضخامت سیم هایی که به عنوان الکترود استفاده می شوند، به اندازه یک گلبول قرمز است.

ویروس مورد استفاده در این پروژه، M13 نام دارد.

در ساخت این باتری از یک نوع صدف دریایی به نام آبالون الهام گرفته شده است. این صدف با کمک همین ویروس، کلسیم موجود در آب دریا را دریافت می کند تا در داخل پوسته خود رشد کند.

این ویروس قادر به تولید سیم های اکسید منگنز است که کارایی باتری های لیتیومی و منابع دیگر تولید انرژی را افزایش می دهد.

یکی از مزیت های این روش، افزایش توان و کارآیی باتری بدون افزایش حجم آن است که کاربرد وسیعی در صنعت خودروسازی و هواپیمایی دارد.

محققان بر این باورند که این روش منجر به بروز تحولی عظیم در صنعت الکترونیک می شود.

(144)

تفاوت باتری های لیتیومی-یونی، لیتیومی-پلیمری و سایر باتری ها

Li-Ion battery :

باتری های لیتیوم آیون معمولا برای تامین نیروی لازم در دستگاههای الکترونیکی قابل حمل مورد استفاده قرار می گیرند.

در مقایسه به نسل های قدیمی تر باتری ها یعنی NiCd (نیکل – کادمیوم) و NiMH (نیکل – متال) ، باتری های Li-Ion وزن و حجم سبک تری حدود 3 تا 5 برابر دارند و علاوه بر این از دوره ماندگاری بیشتری در هر بار شارژ بهره می برند.

در باتری ها اصطلاحی وجود دارد که به Memory Effect ( خاصیت حافظه ای ) مشهور است ، که خصوصا در باتری های NiCd و NiMH به شدت دیده می شد ، به اینصورت که پس از هر بار شارژ ظرفیت باتری به اندازه بسیار کمی کاهش می یافت و برای از بین بردن آن می بایست باتری را حداقل هفته ای یک بار کاملاً 100 درصد تخلیه نمود . به همین دلیل در گوشی های قدیمی که از باتری ها NiCd و یا NiMH استفاده می کردند ، بعد از یک یا دو سال عملا نیاز به عوض کردن باتری داشتیم. اما در باتری های Li-Ion این مسئله به طور کامل حل شده است.

در باتری های لیتیون آیون و پلیمر هر چقدر باتری کمتر تخلیه گردد و مرحله شارژ انجام گیرد طول عمر آن بیشتر خواهد بود. مثلا باتری را تا 50 درصد تخلیه نموده و دوباره شارز نماییم با باتری که 80 درصد تخلیه و شارژ گردد طول عمر باتری کمتر تخلیه شده ، حدودا تا دو برابر افزایش می یابد. که هر کارخانه سازنده باتری با اصطلاح DOD ( ضریب عمق تخلیه ) طول عمر باتری را با گراف نمایش می دهد.

یکی از خواص برتر این نوع باتری نسبت به سایرین حالت خود تخلیه ای ( Self leakage ) بسیار پایین می باشد.

جدول برخی از تفاوت های باتری های لیتیوم آیون و پولیمر:

 نرخ جریان شارژ

استقامت مکانیکی

Wh / $

Wh / Kg

تعداد دفعات شارژ . دشارژ

ضریب تخلیه

نوع باتری

Max: 2C خوب 0.18 $ 250 500 الی 2000 بار 2C – 20 C

Li-Ion

Max: 5C ضعیف 0.54$ 152 200 الی 500 بار 2C – 60 C

Li-Polymer

جدول مقایسه ای پنج مدل از انواع متداول باتری

Capacity

V

حجم

وزن

نوع باتری

10Ah

12V

64mm×124mm×160mm

2500 gr

Ni-cd

10Ah

12V

64mm×62mm×160mm

1800 gr

Ni-MH

10Ah

12V

151mm×98mm×101mm

3600 gr

SLA

10.2Ah

11.1V

55mm×65mm×55mm

425 gr

Li-Ion

10.4Ah

11.1V

120mm×75mm×35mm

724 gr

Li-Polymer

جداول فوق به صورت تقریبی می باشد و بر اساس نوع تولیدات کارخانجات مختلف مقادیر می تواند متفاوت باشد.

 

Li-Po battery :

باتری از نوع پلیمر لیتیوم می باشد که از نظر ظرفیت و ماندگاری بعد از هر بار شارژ ، مشابه باتری ها Li-Ion عمل می کند . این نوع باتری دارای وزن کمتری نسبت به مدلهای دیگر به استثنا لیتیون آیون است . اما ویژگی منحصر به فردی که سازندگان گوشی های موبایل را به سمت استفاده از این نوع باتری می کشاند این است که این باتری ها را می توان به هر شکل هندسی که در طراحی مورد نیاز باشد در آورد . این ویژگی باعث از میان رفتن محدودیت های زیادی می گردد که باتری ها مکعب مستطیلی قدیمی تر در طراحی گوشیها ایجاد می کردند .

اطلاعات تکمیلی :

۱- اگه در رابطه با باتری‌های لیتیوم یون می‌خواین بدونید باید بگم که کاملا این موضوع شیمیایی هستش و یک ماده با تغییر شیمیایی به ماده‌ای دیگر از خودش الکترون ساتع می‌کنه که وظیفهٔ اصلی‌ روی دوش یون Litium هستش و این واکنش برگشت پذیر هستش.البته این واکنش حد اکثر تا ۳۰۰ الی‌ ۱۰۰۰ بار انجام میگیره.بهتره تو سایت‌های خارجی‌ دنبال اطلاعات واکنش بگردید.

۲- راجع به مداری که داخل باتری هستش باید بگم که این باتری‌ها اگه دقت کنید به جای ۲ پایه از آنها بیشتر از ۳ پایه خارج شده است که این موضوع به خاطر وجود یک مدار داخل پک (کنار باتری) باتری هستش.این مدار کارهای زیر رو انجام میده:

– تعیین ولتاژ باتری

– تعیین دمای باتری

– تشخیص فول شارژ شدن باتری

– تشخیص خراب شدن باتری

– تعیین میزان شارژ باتری و ……

اگر به باتری موبایل خودتون دقت کرده باشید می‌بینید که ۳ تا پایه داره.معمولا پایهٔ وسط تمام اطلاعات بالا رو به موبایل منتقل می‌کنه.(به روش انتقال اطلاعات دیجیتال که با ولت متر قابل مشاهده نیست)

۳- روش شارژ باتری‌های Li-ion با باتری‌های دیگر فرق می‌کنه.ابتدا باتری را با جریان ثابت  حداکثر تا نصف ظرفیت باتری شارژ نموده تا به ولتاژ 4.2 ولت (+ و یا- 0.05 ولت) برسد.

شارژ با جریان ثابت را اصطلاحاً CC Mode می گویندو شارژ با ولتاژ ثابت را CV Mode می نامند.

شارژ با جریان ثابت تا رسیدن به 4.2 ولت حدوداً  70 تا 80 درصدظرفیت باتری شارژ می گردد و شارژ با ولتاژ ثابت که حدود 20 تا 30 درصد ظرفیت شارژ باتری می باشد، در این مد قراردادرد.

معمولاً یک سوم زمان شارژ در مد CC انجام می گیرد  که حدود 80 درصد شارژ می باشد و برای 20 درصد باقی مانده شارژ نیاز به دو سوم زمان دارد.

۴- در رابطه با باتری‌های خورشیدی باید بگم که همه رنجی تو بازار هست ولی‌ معیار‌های سنجش باتری خورشیدی ۲ چیز هست.

– توان یا همون watt

– جریان یا همون mA

که با استفاده از این ۲ عدد میتونید میزان توان سولار را به دست بیارید.البته این ماکزیمم توان خروجی سولار در حد اکثر نور و دمای پایین هستش و با تغییر دما و نور همهٔ عدد‌ها کاهش پیدا می‌کند.

(54316)