Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 12
Принцип работы литий-ионного аккумулятора имеет некоторое
сходство с принципом работы ионистора. Положительный электрод
(анод) аккумулятора делают из алюминия, покрытого оксидом
кобальта CoO2 с интеркалированными в него атомами лития.
Интеркаляция – это процесс внедрения атомов или ионов какого-
либо вещества в кристаллическую решетку другого вещества,
примерно, так же, как вода впитывается в пористую губку.
Процесс интеркаляции возможен в том случае, если вещество,
принимающее «чужие» атомы или ионы, имеет полости внутри
молекул, между молекулами или в атомной решетке. Разумеется,
размеры интеркалирующих атомов или ионов должны быть меньше
этих полостей. Атом лития — один из самых маленьких видов атомов,
а размер положительного иона лития еще меньше, так как он лишен
электрона на внешней s-орбитали.
Отрицательный электрод выполняют из меди, покрытой графитом.
Графит – это одна из форм углерода C. Атомы углерода, связанные
друг с другом в шестиугольники, образуют плоские «листы».
Углеродные «листы» графита «лежат» друг на друге стопкой и они
слабо связаны друг с другом.
Ионы лития могут перемещаться между этими «листами» и
интеркалировать в центры шестиугольников, образованных атомами
углерода. В аккумуляторе оба описанных выше электрода
погружены в электролит.
Внешний источник напряжения подключают к аккумулятору таким
образом, чтобы он начал «перекачивать» электроны слева направо
– от анода к катоду. Из-за образовавшегося дефицита электронов,
алюминиевый анод начинает отнимать электроны у атомов лития.
Оставшиеся без одного из электронов ионы лития Li+ отправляются к
катоду из-за того что их отталкивает положительный заряд анода и
притягивает отрицательный заряд катода. Придя на катод, ионы
лития встраиваются (интеркалируют) в решетку углерода.
По сути, при заряде аккумулятора, весь атом лития отправляется
слева направо, но по частям: его электроны «перекачиваются»
внешним источником тока по проводу, а ионы лития идут к своим
электронам по электролиту. На катоде ионы и электроны лития
встречаются, но объединится в атомы не могут, так как ионы
находятся в углеродных «ловушках».
Так образуется своеобразный конденсатор, отрицательным
электродом которого является катод аккумулятора, а положительным
электродом – ионы лития. Ионы находятся очень близко к катоду,
поэтому емкость такого «конденсатора» очень велика.
sites.google.com/site/kontrudar13/himia
сходство с принципом работы ионистора. Положительный электрод
(анод) аккумулятора делают из алюминия, покрытого оксидом
кобальта CoO2 с интеркалированными в него атомами лития.
Интеркаляция – это процесс внедрения атомов или ионов какого-
либо вещества в кристаллическую решетку другого вещества,
примерно, так же, как вода впитывается в пористую губку.
Процесс интеркаляции возможен в том случае, если вещество,
принимающее «чужие» атомы или ионы, имеет полости внутри
молекул, между молекулами или в атомной решетке. Разумеется,
размеры интеркалирующих атомов или ионов должны быть меньше
этих полостей. Атом лития — один из самых маленьких видов атомов,
а размер положительного иона лития еще меньше, так как он лишен
электрона на внешней s-орбитали.
Отрицательный электрод выполняют из меди, покрытой графитом.
Графит – это одна из форм углерода C. Атомы углерода, связанные
друг с другом в шестиугольники, образуют плоские «листы».
Углеродные «листы» графита «лежат» друг на друге стопкой и они
слабо связаны друг с другом.
Ионы лития могут перемещаться между этими «листами» и
интеркалировать в центры шестиугольников, образованных атомами
углерода. В аккумуляторе оба описанных выше электрода
погружены в электролит.
Внешний источник напряжения подключают к аккумулятору таким
образом, чтобы он начал «перекачивать» электроны слева направо
– от анода к катоду. Из-за образовавшегося дефицита электронов,
алюминиевый анод начинает отнимать электроны у атомов лития.
Оставшиеся без одного из электронов ионы лития Li+ отправляются к
катоду из-за того что их отталкивает положительный заряд анода и
притягивает отрицательный заряд катода. Придя на катод, ионы
лития встраиваются (интеркалируют) в решетку углерода.
По сути, при заряде аккумулятора, весь атом лития отправляется
слева направо, но по частям: его электроны «перекачиваются»
внешним источником тока по проводу, а ионы лития идут к своим
электронам по электролиту. На катоде ионы и электроны лития
встречаются, но объединится в атомы не могут, так как ионы
находятся в углеродных «ловушках».
Так образуется своеобразный конденсатор, отрицательным
электродом которого является катод аккумулятора, а положительным
электродом – ионы лития. Ионы находятся очень близко к катоду,
поэтому емкость такого «конденсатора» очень велика.
sites.google.com/site/kontrudar13/himia
лучше бы со «старым» литием бы разобрались сначала.
почему вздуваются? ответы типа: неправильные режимы заряда-разряда не принимаются.
так как 2 одинаковых аккума, включены в паралель, имеют одни и те же режимы заряда-разряда, температуры и ёмкость, и один вздувается, второй нет.
что делать со вздутым?
ответ: утилизировать, не принимается, так как аккум то рабочий, если не считать вздутия.
и новый это дорого.
пока что проколол оболочку и стравил излишек, и заклеил скотчем.
как долго он протянет с дырочкой в боку?
вот актуальные и наболевшие вопросы по литию.
почему вздуваются? ответы типа: неправильные режимы заряда-разряда не принимаются.
так как 2 одинаковых аккума, включены в паралель, имеют одни и те же режимы заряда-разряда, температуры и ёмкость, и один вздувается, второй нет.
что делать со вздутым?
ответ: утилизировать, не принимается, так как аккум то рабочий, если не считать вздутия.
и новый это дорого.
пока что проколол оболочку и стравил излишек, и заклеил скотчем.
как долго он протянет с дырочкой в боку?
вот актуальные и наболевшие вопросы по литию.
У меня в телефоне такой прожил несколько лет, пока не сменил телефон. Тоже вздулся, проколол дырочку и заклеил скотчем.
2 аккумулятора включенных в параллель имеют неодинаковые условия эксплуатации из-за разного внутреннего сопротивления, но правильный ответ наверное все же «производственыые дефекты»
Это и есть «старый» литий, только очень хорошо «тюнингованный». Ничего принципиально нового тут не изобрели, но тщательно изучили огромное количество комбинаций всех известных ранее решений и нашли из них лучшие.
А про раздувание — в перевод не попало, но в оригинальной статье все тоже есть. Основные причины «раздувания» (образования газов) выяснены и это:
1. Воздействие повышенных температур (включая внутренний саморазогрев при работе, который может быть разным для разных аккумуляторов даже находящихся при одинаковой внешней температуре окружающей среды)
2. Зарядка до слишком высоких напряжений выше примерно 4.2В и чем дальше, тем быстрее этот процесс идет (так что да, неправильная зарядка, включая сбои в зарядном устройстве или защитной платке интегрированной в каждой аккумулятор отдельно вполне могут быть причиной — например неправильно измеряется напряжение на котором нужно прекращать зарядку — контроллер думает что там 4.3В, а на самом деле там уже 4.45В т.к. дефектный датчик напряжения врет).
3. Разные добавки в основной электролит — в некоторых составах электролита газов выделяется намного меньше чем в других.
Даже график наглядный есть, вот такой:
2 варианта температуры (20, 40 и 55гр), разные максимальные напряжения до которых заряжался аккумулятор по нижней оси, а разные цвета — разные использовавшиеся добавки в электролит.
По вертикальной оси объем выделившего газа в миллилитрах. При этом объем самой ячейки там изначально был чуть больше 2 мл, так что 2 мл газа это аккумулятор раздувшийся уже очень сильно — примерно в 2 раза если речь о «полимерных» (в мягком полимерном корпусе) или пробитый клапан сброса давления в жестком цилиндрическом аккумуляторе.
Насчет спустить, если сделать это очень аккуратно (не проткнув случайно один из электродов заодно вместе с корпусом) и загерметизировать после этого дырочку, то будет работать нормально дальше еще долго. Это просто потеря небольшой части емкости и некоторое увеличение внутреннего сопротивления из-за разложения небольшой части электролита.
А про раздувание — в перевод не попало, но в оригинальной статье все тоже есть. Основные причины «раздувания» (образования газов) выяснены и это:
1. Воздействие повышенных температур (включая внутренний саморазогрев при работе, который может быть разным для разных аккумуляторов даже находящихся при одинаковой внешней температуре окружающей среды)
2. Зарядка до слишком высоких напряжений выше примерно 4.2В и чем дальше, тем быстрее этот процесс идет (так что да, неправильная зарядка, включая сбои в зарядном устройстве или защитной платке интегрированной в каждой аккумулятор отдельно вполне могут быть причиной — например неправильно измеряется напряжение на котором нужно прекращать зарядку — контроллер думает что там 4.3В, а на самом деле там уже 4.45В т.к. дефектный датчик напряжения врет).
3. Разные добавки в основной электролит — в некоторых составах электролита газов выделяется намного меньше чем в других.
Даже график наглядный есть, вот такой:
Образование газов в литиевом аккумуляторе
2 варианта температуры (20, 40 и 55гр), разные максимальные напряжения до которых заряжался аккумулятор по нижней оси, а разные цвета — разные использовавшиеся добавки в электролит.
По вертикальной оси объем выделившего газа в миллилитрах. При этом объем самой ячейки там изначально был чуть больше 2 мл, так что 2 мл газа это аккумулятор раздувшийся уже очень сильно — примерно в 2 раза если речь о «полимерных» (в мягком полимерном корпусе) или пробитый клапан сброса давления в жестком цилиндрическом аккумуляторе.
Насчет спустить, если сделать это очень аккуратно (не проткнув случайно один из электродов заодно вместе с корпусом) и загерметизировать после этого дырочку, то будет работать нормально дальше еще долго. Это просто потеря небольшой части емкости и некоторое увеличение внутреннего сопротивления из-за разложения небольшой части электролита.
Название статьи является аллюзией на название первого студийного альбома Fatboy Slim
Вообще-то, фраза «Better Living Through Chemistry», в качестве названия эпизода сериала «Miami Vice», была использована за 10 лет до того, как Норман Кук стал Fat Boy Slim'ом и выпустил альбом под этим псевдонимом. А вообще, эта фраза родилась из рекламного слогана DuPont, который был в ходу с 1935 года… И в целом, это на порядки более глубокий культурологический феномен, часть проявлений которого — названия альбомов, книг, фильмов.
/зануда
Свинцово-кислотный аккумулятор нельзя назвать чудом современной инженерной мысли. Он очень надёжен и прост в использовании, а для его зарядки нужно просто подать на него фиксированное напряжение и немного подождать; в итоге аккумулятор заряжается и остаётся полностью заряженным – вот и всё.
Почти как идея колеса из мира идей Платона.
а для его зарядки нужно просто подать на него фиксированное напряжение и немного подождать
вообщето свинцовые аккумуляторы заряжают фиксированным током, а напряжение как раз таки изменяется в процессе заряда.
дальше читать не стал.
дальше читать не стал.
Это очень правильно. Безграмотностью необходимо гордиться! И ни в коем случае не пытаться с ней что-то сделать. А там дальше много умных букв, которые могут случайно что-то объяснить… Как потом безграмотность восстанавливать?..
вообщето свинцовые аккумуляторы заряжают фиксированным током
Аккумулятор не «заряжают током». Ток в аккумуляторе не накапливается. И не «заряжают напряжением». Напряжение в аккумуляторе тоже не очень хорошо запасается. А заряжается аккумулятор энергией, которая в случае электричества «постоянного тока» — напряжение умноженое на ток. А уж как мы распределим энергию между током и напряжением и как будем менять это распределение по мере заряда — это уже зависит от химии аккумулятора, задачи и погоды (конкретнее — от температуры).
химия батарейки, которую нельзя перезаряжать, позволяет ей хранить больше энергии, но приложение обратного напряжения в ней не запускает химическую реакцию вспять.
На практике проверено, если батарею заряжать током один миллиампер, батарея заряжается.
Время заряда конечно несколько недель и перерывы заряда приветствуются, лучше всего фотоэлемент от калькуляторов, подсоединить к батарее и на окно. При такой схеме и циклы есть и ток заряда подходит.
Сразу хочется предупредить, что таблетки при любом токе взрываются, таблетки можно только в струбцинах заряжать
Ниже, три графика разряда батарейки после заряда током один миллиампер, для трех времен заряда,
6 часов, 12 часов, 24 часа.
Данные для графика получены тестером UT60D.
Шкала времени немного не того, правый край — это 15 минут.
Разряд батарейки через лампочку от елочной гирлянды, вначале ток разряда 70 миллиампер.
Все заряжается, только медленно.
Еще будут хорошие данные, нарисуем
6 часов, 12 часов, 24 часа.
Данные для графика получены тестером UT60D.
Шкала времени немного не того, правый край — это 15 минут.
Разряд батарейки через лампочку от елочной гирлянды, вначале ток разряда 70 миллиампер.
Все заряжается, только медленно.
Еще будут хорошие данные, нарисуем
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Улучшение работы батарей через химию