Чи перезаряджаються літій-іонні акумулятори

Чи можна перезаряджати літій-іонні акумулятори? Так, вони є. Але не всі літієві батареї можна перезаряджати. Термін «літієва батарея» охоплює багато типів. Спеціальний літій-іонний акумулятор перезаряджається. Ймовірно, у вас вдома є обидві батареї. Як дізнатися, який у вас тип? Що станеться, якщо ви спробуєте зарядити не той? Цей посібник допоможе вам ідентифікувати, використовувати та безпечно утилізувати ці батареї. Знання різниці між основним елементом і вторинним літій-іонним акумулятором гарантує вашу безпеку. Ви навчитеся розпізнавати позначки. Ви дізнаєтесь про ризики примусового стягнення заряду. Ви дізнаєтесь, як доглядати за літієвими акумуляторними батареями. Ці знання забезпечать вашу безпеку та допоможуть вашому пристрою працювати належним чином. Ці перезаряджувані літієві батареї живлять електромобілі та накопичують енергію для дому. Зручна акумуляторна батарея. Ваші електроінструменти використовують цей тип акумулятора. Літій-іонний акумулятор працює добре. Літій-іонна хімія робить цю функцію перезаряджання можливою. Цей літій-іонний акумулятор працює довше. Ви повинні дбайливо ставитися до кожної батареї. Намагатися зарядити не той небезпечно. Безпека вашої літій-іонної батареї має значення.

Ключові висновки

• Літій-іонні батареї можна заряджати, а первинні літієві – ні.

• Завжди дивіться на етикетку «Li-ion» або «Rechargeable», щоб знайти безпечні батареї.

• Ніколи не намагайтеся перезарядити a літієвий акумулятор , який не призначений для перезарядки; це може призвести до пожежі або вибуху.

• Зберігайте літій-іонні акумулятори з 40% зарядом у прохолодному місці, щоб вони прослужили довше.

• Переробляйте всі літієві батареї на належному підприємстві, щоб запобігти пожежам і захистити навколишнє середовище.

Типи літієвих батарей: акумуляторні та неперезаряджувані

Джерело зображення: unsplash

Ви повинні знати два основних типи літієвих батарей. Перший вид - первинний. Другий вид - вторинний. Основний тип не перезаряджається. До вторинного типу відноситься літій-іонний акумулятор. Ця літій-іонна батарея перезаряджається. Питання «чи перезаряджаються літій-іонні батареї?» має просту відповідь. Знання різниці забезпечить вашу безпеку та допоможе вибрати правильний акумулятор.

Первинні (неперезаряджувані) літієві батареї

Первинні літієві батареї мають одну роботу. Ви використовуєте їх один раз. Після зникнення живлення ви викидаєте їх. Ці батареї забезпечують роботу невеликих пристроїв. Пристрої потребують невеликої потужності протягом тривалого часу. Ви бачите їх у багатьох речах вдома.

Поширені пристрої, які використовують ці батареї, включають :

• Розумні годинники

• Слухові апарати

• Носячі медичні імплантати

• Лазерні вказівні пристрої

• Дистанційні стартери автомобіля

• Ключові FOB

У цих пристроях використовуються первинні літієві кнопкові елементи. Їх невеликий розмір ідеальний. Елементи забезпечують постійне живлення для потреб малої потужності. Акумулятори в цих пристроях тримають довго. Вам не доведеться їх часто міняти.

Ці батареї можна визначити за напругою. Свіжа батарейка CR2032 показує приблизно 3,6 В , коли не використовується. Абсолютно новий з упаковки зазвичай показує від 3,2 В до 3,3 В. Його нормальна напруга 3,0 В. Під час регулярного використання напруга повільно падає приблизно до 3,0 В. Вона швидко падає наприкінці терміну служби. Акумулятор CR123A також має звичайну напругу 3,0 В. Ця зміна напруги допомагає вам знати, коли акумулятор розряджається.

Чому ви не можете зарядити ці батареї? Їхня хімія цього не дозволяє. У внутрішньому дизайні відсутні необхідні деталі. Примусова зарядка може призвести до перегріву. Це може призвести до пожежі або вибуху. Ніколи не намагайтеся перезарядити основний акумулятор. Шукайте етикетку. Там написано 'Не перезаряджати' або 'Одноразове використання'

Вторинні (перезаряджувані) літієві батареї

Вторинні літієві батареї перезаряджаються. Літій-іонний акумулятор є найпоширенішим. Ці батареї дозволяють заряджати та використовувати їх сотні разів. Ви знайдете їх у багатьох формах. Загальні розміри: AA, AAA, 14500 і 18650. Вартість від $10 до $150 залежно від потужності та якості.

Як працює літій-іонний акумулятор? Іони літію рухаються між двома частинами всередині. Рух відбувається під час зарядки та використання. Під час заряджання іони переходять від позитивної частини до негативної. Під час використання вони повертаються в інший бік. Цей рух можна повернути назад. Ось чому літій-іонна хімія дозволяє перезаряджати. Літій-іонний акумулятор містить багато енергії. Він також повільно втрачає потужність, якщо не використовується. Це робить літій-іонний акумулятор чудовим для багатьох пристроїв.

Ви щодня використовуєте літієві акумулятори. У вашому смартфоні є один. У вашому ноутбуці є один. Ваші електроінструменти використовують їх. Електромобілі використовують великі літій-іонні акумулятори. Промисловість накопичувачів енергії використовує їх для домашнього резервного живлення. Ці батареї містять багато енергії. Вони також повільно втрачають силу під час зберігання. Це робить їх ідеальними для пристроїв високої потужності. Літій-іонний акумулятор є звичайним вибором для електроінструментів. Літій-іонний акумулятор також працює з багатьма портативними електронними пристроями.

Для літій-іонної батареї потрібна система керування батареєю (BMS). BMS захищає акумулятор від перезаряду. Це також запобігає перегріванню. Він стежить за кожною клітиною. Це забезпечує безпечну роботу. Ця система дуже важлива для літій-іонного акумулятора. BMS також балансує клітини. Завдяки цьому акумулятор працює довше. Він зберігає акумулятор під час використання. Для правильної роботи літій-іонної батареї потрібен цей захист.

Слід перевірити етикетку на акумуляторі. Шукайте слова на зразок 'Rechargeable' або 'Li-ion'. Напруга часто відрізняється. А Перезаряджувана літій-іонна батарея має звичайну напругу 3,6 В або 3,7 В. Основна батарея має звичайну напругу 3,0 В. Ця різниця допоможе вам дізнатися тип. Ви також можете подивитися номер ємності. Перезаряджувані літієві батареї показують номінали мАг. Це говорить вам, скільки енергії може вмістити акумулятор.

Перезаряджувані літієві батареї служать довше. Вони економлять ваші гроші з часом. Вони створюють менше сміття. Ви повинні піклуватися про них. Використовуйте відповідний зарядний пристрій. Тримайте їх подалі від дуже гарячих або холодних місць. Дотримуйтесь інструкцій виробника. Це гарантує, що ваша акумуляторна батарея добре працює протягом багатьох зарядів. Літій-іонний акумулятор є надійним вибором. Літій-іонний акумулятор забезпечує стабільну продуктивність. Літій-іонний акумулятор є стандартом для портативної електроніки.

Як працюють літієві акумулятори

Тепер ви знаєте різницю між первинними та вторинними клітинами. Давайте заглянемо всередину літієва акумуляторна батарея . Розуміння хімії допоможе зрозуміти, чому ці батареї живлять так багато пристроїв. Літій-іонний акумулятор працює за допомогою простого, але розумного процесу. Іони літію рухаються між двома електродами. Вони рухаються від анода до катода під час розряду. Вони змінюють напрямок під час зарядки. Цей рух вперед-назад є повністю оборотним. Ця реверсивність робить літій-іонний акумулятор перезаряджаним.

Хімія Li-ion, LiPo та LiFePO4

Ви познайомитеся з трьома основними хімікатами літієвих акумуляторів. Кожен має свої сильні сторони. Стандартний літій-іонний акумулятор використовує хімію NMC. Це забезпечує чудову продуктивність для повсякденної електроніки. Літій-полімерні (LiPo) акумулятори містять більше енергії в меншому просторі. Залізофосфат літію (Акумулятори LiFePO4 ) ставлять безпеку понад усе.

Різниця в щільності енергії має значення для ваших пристроїв. Витримує літій-іонний акумулятор У 3-5 разів більше енергії , ніж свинцево-кислотний акумулятор такої ж ваги. Ця перевага робить літієві акумулятори ідеальними для електромобілів і портативної електроніки. Ви отримуєте більше часу роботи без додавання маси. Термічна стійкість також різна. Елементи LiFePO4 витримують нагрівання краще, ніж стандартні літій-іонні елементи.

Температура розбігу для LiFePO4 становить вище 500°F (приблизно 260°C), що узгоджується з вищим діапазоном початку, показаним у порівняльних даних.

Стандартні літій-іонні елементи NMC починають термічний розгін при нижчих температурах. Ця різниця пояснює, чому акумулятори LiFePO4 з’являються у великих системах зберігання енергії. У таких програмах безпека важливіша за компактні розміри.

Роль системи керування акумулятором (BMS)

Кожна літієва акумуляторна батарея потребує системи керування батареєю. BMS діє як мозок акумулятора. Він постійно контролює кожну клітинку. Він приймає рішення за частки секунди, щоб захистити акумулятор від пошкодження. Без BMS ваш літій-іонний акумулятор може вийти з ладу.

Основні функції захисту BMS включають:

• Запобігання перезаряду – зупиняє зарядку, коли напруга перевищує безпечні межі

• Запобігання надмірному розряду – припиняє розряд для захисту цілісності клітин

• Захист від перегріву – контролює температуру та запобігає термічному стресу

• Моніторинг клітин – відстежує напругу, температуру та струм окремих клітин, щоб забезпечити захисні дії

BMS також балансує клітини . Кожен елемент акумуляторної батареї заряджається з дещо різною швидкістю. BMS вирівнює їх. Таке балансування подовжує термін служби вашої акумуляторної батареї. Специфікації виробника для більшості споживчих літій-іонних батарей вказують на термін служби Від 300 до 500 циклів розряду/заряду, перш ніж погіршення продуктивності стане значним. Правильне керування BMS допоможе досягти максимальної кількості циклів. Ваші електроінструменти та електромобілі залежать від правильної роботи цієї системи. BMS зберігає вашу літій-іонну батарею безпечною та ефективною протягом усього терміну служби.

Чому неперезаряджувані літієві батареї виходять з ладу

Ви можете запитати, чому ви не можете просто зарядити первинну літієву батарею. Відповідь знаходиться всередині клітини. Первинні батареї відсутні хімічна оборотність, необхідна для перезарядки. Конструкція працює тільки на один розряд. Розуміння цього обмеження допоможе зрозуміти, чому примусовий заряд створює небезпеку.

Хімічні та конструктивні обмеження

Первинні літієві батареї використовують літій-металевий анод. Цей анод витрачається під час розряду. Метал окислюється і розчиняється в електроліті. Цей процес змінює структуру електрода назавжди. Електроліт також стає хімічно нестабільним під час використання. Ці два одночасних процеси деградації запобігають зворотній електрохімічній реакції, необхідній для перезарядки. Оригінальна структура електрода та склад електроліту не можуть бути відновлені.

Первинні батареї призначені для використання, доки не вичерпається їх енергія, а потім утилізуються. Хімічна реакція необоротна, тому їх не можна перезаряджати.

Внутрішня конструкція акумулятора посилює це обмеження. Виробники створюють первинні елементи з сепараторами та електролітами, оптимізованими для одного напрямку струму. Матеріал катода зазнає структурних змін, які неможливо скасувати. Навіть якби ви змогли змінити хімію, фізичні пошкодження всередині клітини перешкоджають безпечній роботі. Літій-іонний акумулятор, навпаки, використовує механізм інтеркаляції. Іони літію переміщуються між шаруватими електродними структурами, не руйнуючи їх. Цей оборотний процес робить літій-іонні акумулятори придатними для зарядки. Різниця в хімії пояснює, чому один тип батареї працює роками, тоді як інший вистачає на одноразове використання.

Ризики перезаряджання неперезаряджуваних елементів

Спроба зарядити первинну літієву батарею створює серйозну небезпеку. Форсований струм призводить до хімічних реакцій, які клітина ніколи не могла впоратися. Всередині герметичної ємності швидко накопичується тепло. Електроліт може розкладатися і утворювати газ. Всередині корпусу батареї підвищується тиск. Цей тиск може призвести до розриву або вибуху батареї.

теплова втеча . Найбільшу небезпеку становить Цей стан виникає, коли виділення тепла перевищує тепловиділення. Температура акумулятора нестримно зростає. Внутрішні компоненти починають руйнуватися. З пошкодженої клітини виходять горючі гази. Ці гази можуть спалахнути, спричинивши пожежу. Невеликий розмір цих батарей не зменшує ризик. Крихітна кнопкова клітинка може завдати значної шкоди, якщо виходить з ладу.

Ніколи не намагайтеся перезарядити основний акумулятор. На ярлику цих батарей чітко вказано 'Не перезаряджати' або 'Одноразове'. Це попередження існує для вашої безпеки. Перезаряджувані літієві батареї, якими ви володієте, містять a Система керування батареєю , яка запобігає перезарядці. Первинні батареї не мають такого захисту. У них відсутні схеми безпеки, які контролюють напругу та температуру. Без цих заходів безпеки ви не зможете контролювати процес заряджання.

Наслідки ігнорування цих попереджень виходять за рамки тілесних ушкоджень. Несправна батарея може пошкодити пристрій, у якому вона встановлена. Корозійний електроліт може зіпсувати друковані плати. Пожежа загрожує вашому дому та родині. Вартість заміни пошкодженого пристрою значно перевищує ціну покупки нового акумулятора. Ви нічого не заощадите, спробувавши зарядити одноразовий акумулятор.

Правильна утилізація має таке ж значення, як і правильне використання. Відпрацьовані первинні батареї слід здати до центру переробки. Багато будівельних магазинів і магазинів електроніки приймають їх. Ніколи не викидайте літієві батареї у звичайне сміття. Такі самі термічні ризики стосуються пошкоджених або зім’ятих батарей. Ваша безпека залежить від дбайливого ставлення до кожного акумулятора. Літій-іонний акумулятор, який ви використовуєте щодня, має вбудований захист. Основна батарея не працює. Пам’ятайте про цю різницю щоразу, коли беретеся до батареї. Ваша обізнаність запобігає нещасним випадкам. Ваші знання забезпечують безпечну роботу ваших пристроїв. Електромобілі та системи накопичення енергії, на які ви покладаєтеся, використовують літієві акумулятори. Ці системи працюють, тому що інженери створили їх з урахуванням безпеки. Такої ж обережності заслуговують одноразові клітини.

Найкращі методи догляду за літій-іонними акумуляторами

Визначення типу батареї

Завжди перевіряйте етикетку, перш ніж заряджати акумулятор. Шукайте напис 'Rechargeable' або 'Li-ion' на зовнішній стороні. На первинних літієвих батареях буде написано 'Не перезаряджати' або 'Одноразове'. Напруга також може допомогти вам відрізнити їх. Перезаряджуваний літій-іонний акумулятор має звичайну напругу 3,6 В або 3,7 В . Первинний елемент показує 3,0 В. Ви також можете подивитися на рейтинг ємності. Перезаряджувані літієві батареї показують цифри в мАг. Первинні комірки рідко показують цю інформацію.

Форма батареї дає ще одну підказку. Перезаряджувані літій-іонні батареї бувають стандартних розмірів, наприклад 14500 і 18650. Вони виглядають як батареї AA та AAA, але мають вищу напругу. Ніколи не вважайте, що батарею можна перезаряджати лише через її розмір. Завжди перевіряйте маркування. Помилка може коштувати вам грошей і створити небезпеку. Ваша безпека залежить від цієї простої перевірки.

Правила безпечного використання та утилізації

добре Зберігання допомагає вашим перезаряджаним літієвим батареям працювати довше. Тримайте їх 40% заряду . Цей рівень становить близько 3,7 В на комірку. За такої напруги літій-іонний акумулятор зберігає 91% своєї ємності через 15 років при 77°F. Зберігання при 4,1 В знижує цей показник до 84%. Точний рівень заряду 40–50% не є критичним. Головне – уникати повного заряду під час зберігання.

Щоб забезпечити найдовший термін служби, підтримуйте літій-іонні батареї приблизно на 40% заряду, що становить 3,7 В. Це зберігає їхню стабільність, навіть якщо відбувається саморозряд.

Не менш важлива температура. Літій-іонна батарея, яка зберігається при повному заряді при температурі 40°C, втрачає тепло 35% своєї потужності щороку. Той самий акумулятор, який зберігається при 40% заряді в умовах 25°C, втрачає лише 4% щороку. Зберігайте батареї в прохолодному сухому місці. Не залишайте їх у гарячих автомобілях або поблизу джерел тепла.

Утилізація потребує такої ж обережності. Не можна викидати літій-іонні акумулятори у звичайне сміття. Дослідження 2023 року, проведене Хансом і його колегами, показало, що близько 59% літій-іонних батарей у всьому світі після закінчення терміну служби переробляються. Часто повторювані 5% переробки – це міф. Це було зроблено в прес-релізі 2011 року про рівень збору, а не про справжню переробку. Показники переробки залежать від регіону та типу продукту. Існують сильні грошові стимули для переробки акумуляторів, багатих кобальтом. Здайте відпрацьовані батареї до центру переробки. Багато будівельних магазинів їх приймають. Ваші електромобілі та системи накопичення енергії залежать від правильного поводження з акумулятором. Ставтеся до кожної батареї з повагою. Ваша обізнаність запобігає нещасним випадкам і захищає навколишнє середовище.

Первинні літієві батареї не перезаряджаються. Літій-іонний акумулятор використовує оборотну хімію. Літій-іонний акумулятор вистачає на сотні циклів . Літій-іонний акумулятор містить систему керування батареєю. Літій-іонний акумулятор живить ваші пристрої. Літій-іонний акумулятор потребує належного догляду. Перевірте етикетку на кожному акумуляторі. Перезаряджувані літієві батареї показують 3,6 В і економлять гроші. Ніколи не намагайтеся зарядити неперезаряджувану батарею. Асоціація служб охорони навколишнього середовища повідомляє, що пожежа батареї в побутових відходах коштує 1 мільярд фунтів на рік . Ці пожежі часто починаються від викинутих літій-іонних батарей. Утилізуйте використані батареї в центрі переробки. Ваші електромобілі покладаються на безпечне поводження з акумулятором. Ваші системи зберігання енергії потребують належного догляду. Ваші електричні пристрої працюють краще, якщо використовувати акумулятори. Тепер ви знаєте, що типи літій-іонних акумуляторів відрізняються від первинних елементів. Літій-іонна хімія забезпечує перезарядку. Розуміння літій-іонної технології допоможе вам зробити мудрий вибір.

FAQ

Чи можна заряджати літій-іонний акумулятор будь-яким зарядним пристроєм?

Вам потрібен зарядний пристрій, створений для вас літій-іонний акумулятор . Системі керування батареєю всередині батареї потрібен зарядний пристрій, який працює з нею. Неправильний зарядний пристрій може пошкодити цей акумулятор. Цей акумулятор потребує точних налаштувань зарядки. Літій-іонна технологія дозволяє заряджати. Літій-іонні елементи потребують точного контролю напруги.

На скільки циклів працює літій-іонний акумулятор?

Літій-іонний акумулятор вистачає на 300-500 циклів зарядки. Після цього діапазону акумулятор втрачає заряд. Ретельний догляд за акумулятором допоможе досягти максимального циклу. Ваші електромобілі використовують великі блоки цієї батареї. Замініть батарею, коли продуктивність впаде. Літій-іонна конструкція забезпечує такий тривалий термін служби.

Який найбезпечніший спосіб зберігання літій-іонних батарей?

Зберігайте літій-іонні батареї з 40% зарядом у прохолодному місці. Не зберігайте їх повністю зарядженими. Акумулятор, який правильно зберігається, служить набагато довше. Перезаряджувані літієві батареї добре підходять для зберігання енергії. Тримайте акумулятор подалі від джерел тепла. Літій-іонна хімія забезпечує таку гнучкість. Стандартні літієві батареї не перезаряджаються.

Чому варто переробляти літій-іонні акумулятори?

Літій-іонні батареї містять матеріали, які можуть викликати пожежу. Центри переробки безпечно поводяться з цими акумуляторами. Правильна утилізація батареї запобігає пошкодженню. Багато магазинів приймають літій-іонні акумулятори на переробку. Цей акумулятор потребує особливого поводження. Для безпеки літій-іонні елементи потребують ретельної обробки.