Li-ion

Несмотря на повсеместное применение литиевых аккумуляторов и их доминирование среди автономных источников питания во многих сферах, в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания пока по-прежнему используются свинцово-кислотные АКБ. Вопреки 160-летию свинцово-кислотной технологии, она уверенно удерживает монополию под капотом авто и не спешит сдавать позиции на рынке стартерных автомобильных аккумов.

Литиевые аккумуляторы нашли применение в разных сферах – от питания портативной электроники и электромоторов разнообразной техники до накопления и хранения энергии в автономных энергосистемах. Они эффективно работают и в циклическом, и в буферном режиме. Литиевые батареи отлично подходят для оснащения солнечных электростанций, источников бесперебойного питания, систем резервного и автономного электроснабжения.

Развитие литиевой технологии совершило революцию в энергетике и послужило мощным импульсом для распространения персонального электротранспорта. С появлением компактных и легких Li-ion аккумуляторов с высокой плотностью энергии открылись широкие перспективы для развития электромобильной индустрии и создания разнообразных средств передвижения на электротяге.

Вопреки преуспеванию литий-ионной технологии и массовому применению Li-ion аккумуляторов, изобретатели не останавливаются на достигнутом. Они продолжают работать над усовершенствованием имеющихся и открытием новых аккумуляторных технологий. Исследования в этой сфере продолжаются и вполне возможно, что со временем появится достойная замена литиевых аккумуляторов. Так, как в свое время Li-ion элементы заменили устаревшие Ni-Cd и Ni-MH модели.

При использовании Li-ion батарей постепенно происходит разбалансировка ячеек. Аккумуляторы, последовательно соединенные в одну батарею, изначально имеют одинаковое напряжение. Но со временем, после многочисленных циклов заряд-разряд, их напряжение немного разбегается. Этот разбег постепенно увеличивается от сотых долей до десятых. Например, одни аккумуляторы в сборке могут иметь вольтаж 3,7 В, а другие – 3,4 В.

При производстве Li-ion аккумуляторов используют разные материалы анода и катода. Исследователи экспериментируют с химическим составом, учитывают важные детали, выбирают оптимальные формулы и постепенно улучшают эксплуатационные характеристики элементов питания. Прежде всего, работа ученых направлена на повышение гравиметрической (Вт·ч/кг) и объемной (Вт·ч/л) плотности энергии, допустимых токов нагрузки и безопасности использования ХИТ.

Для полетов беспилотника FPV на большие расстояния требуются аккумуляторы с высокой плотностью энергии, необходимой для увеличения времени полета, а как раз литий-ионные аккумуляторы являются отличным выбором для этой цели.

Температура эксплуатации литий-ионных аккумуляторов допустима в диапазоне от -20 до +60 °С, а для элементов питания подвида LiFePO4 и других морозостойких моделей – от -30 или даже -40 до +55 °С. Но это не значит, что при всех значениях указанного в инструкции рабочего диапазона аккумуляторы будут работать одинаково

Электролит – это раствор, которым в Li-ion аккумуляторах пропитывают пористый сепаратор между электродами. Он становится средой для переноса заряда от катода к аноду и обратно, обеспечивая протекание прямой и обратной химических реакций. Благодаря этому обеспечивается возможность заряда и разряда аккумулятора для его эффективного использования в циклическом режиме.

Среди всех видов существующих сегодня аккумуляторов наилучшие характеристики имеют модели Li-ion и LiFePO4. Фактически литий-железо-фосфатные элементы питания – это подвид литий-ионных аккумуляторов, который выделен в отдельную категорию из-за отличающихся технических характеристик. Рассмотрим подробнее, что общего у литиевых ячеек этих типов и чем они различаются.