Kysymys:
Mikä aiheuttaa ladattavien paristojen vanhenemisen? Mitä voidaan tehdä näiden akkujen käyttöiän pidentämiseksi?
Mahendra Gunawardena
2015-01-24 19:13:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nykyään suurin osa nykyaikaisesta elektroniikasta käyttää ladattavia paristoja virtalähteenä. Nykyään moderneimmat ladattavat akut ovat myös litiumioni- tai litiumpolymeeripohjaisia ​​. Kuten kaikki muutkin laitteet, nämä ladattavat paristot menettävät ajan myötä kyvyn ladata, säilyttää ja purkaa energiaa, joten käyttäjien on vaihdettava laitteet tai ladattavat paristot.

Ymmärrän, että akun sisäisen vastuksen nousu on ensisijainen syy ladattavan akun ikääntymiseen. Onko tämä tarkka? Jos näin on, mitä voidaan tehdä ladattavien paristojen sisäisen vastuksen pienentämiseksi tai poistamiseksi. b> akun kesto?


Viitteet:

  1. Battery University
  2. Kaikki paristoista, osa 1: Johdanto
  3. Kaikki paristoista, osa 2: &-terminologia
  4. Kaikki paristoista , Osa 7: Litium tionyylikloridi
Huomaa: Pidin tietoisesti sekä sisäisen resistanssin / akkukemian että elektronisen piirin suunnittelun yhdessä
Oletko jo nähnyt [tämän sivun] (http://batteryuniversity.com/learn/article/elevating_self_discharge)?
Tämä on kuuma aihe tutkimuksessa ja kehityksessä, ja siihen menee paljon rahaa eikä ratkaisua ole vielä tyydyttävästi. Erittäin mielenkiintoinen kysymys, mutta luultavasti ei ole helppo vastata yksityiskohtaisesti, varsinkaan toiseen osaan.
Toivon kemianinsinöörin tai kemian ammattilaisen tai tutkimuksen tarjoavan jonkinlaisen käsityksen. EE: n näkökulmasta se on impedanssin kasvu. Kysymys kuuluu, miten impedanssin kasvua voidaan hidastaa.
Sisäisen vastuksen nousu voidaan ymmärtää paremmin ikääntymisen _oireena, ei sen perimmäisenä syynä.
üks vastaus:
#1
+7
HDE 226868
2015-01-25 02:38:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yksi ongelmista, joka vaivasi vanhempia ladattavia paristoja (esim. nikkelikadmium ($ \ text {NiCad} $) ja nikkelimetallihydridi ($ \ text {NiMH} $)), oli muistivaikutus. Muistivaikutus tapahtuu, kun ladattava akku ei ole täysin tyhjä. Sitten se "unohtaa", että sillä on suurempi kapasiteetti kuin luulee olevansa, joten tulevaisuudessa se tyhjentää vähemmän.

Hyvä esimerkki on vesipullo. Aluksi vesipulloilla on tietty kapasiteetti vedelle. Sanotaan, että juon suurimman osan vesipullossa olevasta vedestä yhden käytön aikana. Jos muistivaikutus vaikuttaisi vesipulloihin, en voisi tulevaisuudessa juoda mitään vettä miehittäessäni tilaa, joka oli pitänyt vettä, jota ei ollut juonut edellisen kerran. Tämä ylimääräinen tila menetettäisiin ikuisesti. Ajan myötä tämä voi kuluttaa ladattavaa akkua. Onneksi tämä vaikuttaa yleensä vain ladattaviin akkuihin $ \ text {NiCad} $ ja $ \ text {NiMH} $.

En ole löytänyt paljon vaikutuksista, jotka vaikuttaa vain litiumioniakkuihin, mutta yleisiä tekijöitä on paljon. Tässä on lyhyt luettelo:

  • Kemikaalit hajoavat
  • Passivoituminen (joka vaikuttaa litiumioniakkuihin), jolloin paristokennoon muodostuu kerros ei-toivottuja kemikaaleja . Tämä käsittelee aiheeseen liittyvää ilmiötä sivulla 4258:

    Valitettavasti ladattaessa litiumilla on voimakas taipumus muodostaa sammaleita kerrostumia ja dendriittejä tavanomaisiin nestemäisiin orgaanisiin liuottimiin ( vrt. kuva 15B). Tämä rajoittaa syklin käyttöiän 100-150 sykliin (huomattavasti vähemmän kuin kaupalliseen kennoon tarvittavat 300 sykliä), ja lisää turvallisuustapahtumien riskiä.

  • Mekaaniset jännitykset ja vuotot. Paristot voivat vaurioitua monin tavoin, jolloin sisäiset komponentit rikkoutuvat ja kemikaalit vuotavat. Tämä voi olla erittäin vaarallista ihmisille.
On olemassa muita pitkäaikaisia ​​tekijöitä, jotka lisäävät akun ikääntymistä. Sivun, johon linkitin yllä olevaa luetteloa varten, näyttää olevan ihastunut Arrhenius-yhtälöön: $$ k = Ae ^ {- E_a / RT} $$, mikä osoittaa, että kemiallisten rytmien nopeus muuttuu lämpötilan muuttuessa . Korkeat lämpötilat tarkoittavat nopeampia reaktioita, mutta myös mahdollisesti lyhyemmän käyttöiän; tämä voi vaikuttaa merkittävästi kertakäyttöisiin paristoihin.

Lopuksi on itsepurkautumisen ilmiö, joka on, kun ei-toivotut reaktiot akussa "syövät". niin sanotusti akun kapasiteetilla. Prosessi voi vaihdella akkutyypin mukaan. Akkuyliopistossa on sivu, jonka olet ehkä jo nähnyt. Se toistaa, että lämpötila voi nopeuttaa tätä prosessia. Riittävän kyllä, litiumioniakut voivat purkautua jopa 5% ensimmäisen 24 tunnin aikana ja hidastua sitten 1-2% kuukaudessa sen jälkeen.

Mikä aiheuttaa muistivaikutuksen? Kuinka dendriitit ovat haitallisia? Aiheuttaako itsepurkautuminen kapasiteetin pitkäaikaista menetystä vai kuluttako se vain kapasiteettia kyseisellä latauksella?
@Rick [Wikipedia] (http://fi.wikipedia.org/wiki/Memory_effect) antaa yhden siihen liittyvän väliaikaisen prosessin ja sen takana olevan mekanismin: * Jännitteen aleneminen johtuu toistuvasta akun ylikuormituksesta, joka aiheuttaa pienten elektrolyytin kiteet levyillä. Nämä voivat tukkia levyt, lisätä vastusta ja alentaa joidenkin paristossa olevien solujen jännitettä. Tämä saa akun näyttämään purkautuvan nopeasti, kun yksittäiset kennot purkautuvat nopeasti ja koko akun jännite laskee yhtäkkiä. *
Re, _muistiefekti. Tutustu osoitteeseen http://www.z80.info/nicd2.txt. Lyhyt versio on Kyllä, sillä on tällainen vaikutus, mutta _ suurin osa siitä koskaan syytetyistä ongelmista johtui muista ongelmista (erityisesti huonosti suunnitellut virtauslaturit). Nämä tiedot tulevat viime kädessä NASA: n insinööreiltä, ​​jotka olivat valmiita käyttämään paljon rahaa ymmärtääkseen paristot, jotka he aikoivat lähettää avaruusoperaatioihin.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...