W celu usprawnienia korzystania z naszej strony stosujemy pliki cookie. Dalsze korzystanie z tej strony oznacza akceptację naszych warunków stosowania plików cookie. Przeczytaj, by dowiedzieć się więcej. Cookies

Czy wiesz, że...

akumulatory litowo-jonowe są małe, lekkie, wyjątkowo wydajne i mają dużą pojemność?

Dlaczego akumulatory litowo-jonowe są obecnie na ustach wszystkich?

Coraz większą popularność zdobywają małe, lekkie i przede wszystkim mobilne urządzenia. Należą do nich telefony komórkowe, notebooki, a od pewnego czasu nawet narzędzia ogrodnicze. Wszystkie te urządzenia potrzebują zasilania, ale nawet w przypadku narzędzi ogrodniczych kable zasilające coraz częściej są uważane za kłopotliwe. W rezultacie coraz ważniejsze stają się niezawodne akumulatory o dużej pojemności. Nowoczesne akumulatory litowo-jonowe od niedawna przyjęły się także jako źródło zasilania dla narzędzi ogrodowych. Ich największą zaletą jest fakt, że nie są one podatne na niszczący „efekt pamięci”, który występował w akumulatorach poprzednich generacji. Dzięki temu przez cały czas są gotowe do użycia. Ale jak działa taki niewielki akumulator charakteryzujący się także niskim współczynnikiem samowyładowania?

Jak działają akumulatory litowo-jonowe?

Akumulator litowo-jonowy, jak sugeruje jego nazwa, jest akumulatorem zbudowanym na bazie lekkiego stopu litu. W odróżnieniu od baterii litowych, te akumulatory można ładować. Zawierają one kombinację wrażliwych składników chemicznych o różnych ładunkach elektrycznych, które reagują wyjątkowo szybko. Substancje chemiczne z ładunkiem dodatnim i ujemnym są rozdzielone jedynie bardzo cienką ścianką z tworzywa sztucznego.

Akumulatory litowo-jonowe są także nazywane akumulatorami z jonforezą. Ta nazwa odzwierciedla podstawową zasadę działania tego typu akumulatorów: proces ładowania i rozładowywania zasadniczo powoduje jedynie przenoszenie jonów litowych, tj. naładowanych elektrycznie atomów litu, między dwiema elektrodami. W czasie ładowania akumulatora jony litowe są przenoszone do warstwy grafitowej wykonanej z węgla. Podczas rozładowywania jony przemieszczają się z powrotem. Migracja jonów powoduje wytwarzanie siły elektromagnetycznej sterującej przepływem elektronów. W akumulatorach litowo-jonowych zacisk dodatni jest wykonany z tlenku litu, natomiast zacisk ujemny — z węgla.

Co to znaczy „efekt pamięci”?

Pojemność akumulatora litowo-jonowego zmniejsza się w miarę upływu czasu, nawet jeśli nie jest on używany, głównie ze względu na eksploatacyjną reakcję litu z elektrolitami. Proces ten nosi nazwę samowyładowania. Występuje on we wszystkich typach akumulatorów, ale w przypadku akumulatorów litowo-jonowych jest znacznie bardziej ograniczony niż w starszych typach akumulatorów.

W przypadku akumulatorów litowo-jonowych nie ma „efektu pamięci”. W starych akumulatorach niklowo-kadmowych (NiCd) częste częściowe rozładowywanie prowadziło do tego, że akumulator „zapamiętywał”, ile energii potrzeba do jego ponownego naładowania, i jego pełna pojemność przestawała być dostępna. Natomiast akumulatory litowo-jonowe można w dowolnym momencie doładować do pełnej pojemności, a ich współczynnik samowyładowania jest niski. Dzięki temu są one łatwe w obsłudze i mimo dużej pojemności mają niewielkie wymiary i małą wagę. Ponadto obecnie są także dostępne akumulatory o wyższych klasach wydajności w przystępnych cenach, które można wykorzystać w większych urządzeniach mających większe zapotrzebowanie na energię.

Dlaczego tak dobra technologia jest dostępna dopiero teraz?

Teoretycznie akumulatory litowo-jonowe były znane od początku XX wieku, jednak przez długi czas ich wykorzystanie było niemożliwe. Zalety litu jako materiału na elektrody były znane już wcześniej — w 1938 r. powstał akumulator wykonany z litu i dwutlenku siarki, a w 1969 r. akumulator z litu i chlorku tionylu. Jednak akumulatory litowo-jonowe wciąż zbyt mocno reagowały na nieprawidłową obsługę, dlatego nie nadawały się do codziennego użytku. Pierwszy akumulator litowo-jonowy wprowadziła na rynek firma Sony w 1995 r. Obecnie procesami chemicznymi zachodzącymi w akumulatorze steruje system zarządzania akumulatorem i jego monitorowania. Chroni on przed zbyt dużym rozładowaniem, przeładowaniem i przeciążeniem termicznym. Oprócz skomplikowanego układu ładowania akumulatory litowo-jonowe mają szczególnie odporną na nacisk obudowę, co powoduje, że są one o około 30% droższe od akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH).

Komentarze