Küsimus:
Mis põhjustab laetavate patareide vananemist? Mida saab teha nende patareide eluea pikendamiseks?
Mahendra Gunawardena
2015-01-24 19:13:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tänapäeval kasutab enamus kaasaegsest elektroonikast toiteallikana laetavaid patareisid. Samuti on tänapäeval kõige moodsamad laetavad patareid liitiumioon või liitiumpolümeer . Nagu kõik muud seadmed, kaotavad need laetavad patareid aja jooksul võime energiat laadida, hoida ja tühjendada, mistõttu peavad kasutajad seadmed või laetavad patareid välja vahetama.

Olen aru saanud, et aku sisetakistuse tõus on peamine põhjus, miks laetav aku vananeb. Kas see on täpne? Kui jah, siis mida saab teha laetavate patareide sisetakistuse vähendamiseks või kõrvaldamiseks.

aku kestvus?

Viited:

  1. akuülikool
  2. Kõik patareide kohta, 1. osa: sissejuhatus
  3. Kõik patareide kohta, 2. osa: spetsifikatsioonid &i terminoloogia
  4. Kõik akude kohta , 7. osa: liitium tionüülkloriid
Märkus: hoidsin tahtlikult koos nii sisetakistust / patareide keemiat kui ka elektrooniliste vooluringide kujundust
Kas olete juba [seda lehte] näinud (http://batteryuniversity.com/learn/article/elevating_self_discharge)?
See on teadus- ja arendustegevuses kuum teema, kus kulutatakse palju raha ja pole endiselt rahuldavat lahendust. Väga huvitav küsimus, kuid pole vist lihtne üksikasjalikult vastata, eriti mitte teisele osale.
Loodan, et keemiainsener või keemiaprofessionaal või uurimistöö annab ülevaate. EE seisukohalt on see impedantsi suurenemine. Küsimus oleks, kuidas saab impedantsi kasvu pidurdada.
Sisemise takistuse kasvu võib paremini mõista vananemise _nähtusena, mitte selle algpõhjusena.
üks vastus:
#1
+7
HDE 226868
2015-01-25 02:38:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Üks vanemaid laetavaid patareisid (nt nikkelkaadmium ($ \ text {NiCad} $) ja nikkelmetallhüdriid ($ \ text {NiMH} $)) kimbutanud probleem oli mäluefekt. Mäluefekt ilmneb siis, kui laetav aku pole täielikult tühi. Seejärel "unustab", et tal on suurem maht, kui arvatakse olevat, ja seetõttu tühjeneb see tulevikus vähem.

Hea näide on veepudel. Esialgu on veepudelitel kindel vee maht. Ütleme nii, et joon ühe kasutamise ajal suurema osa veepudelis olevast veest. Kui mäluefekt mõjutaks veepudeleid, ei saaks ma tulevikus vett juua, hõivates ruumi, kus oli kinni viimast korda joomata vett. See lisaruum kaoks igaveseks. Aja jooksul võib see laadida laetavat akut. Õnneks mõjutab see üldjuhul ainult akusid $ \ text {NiCad} $ ja $ \ text {NiMH} $.

Ma pole suutnud palju leida efektide kohta, mis mõjutada ainult liitiumioonakusid, kuid seal on palju üldisi tegureid. Siin on lühike loetelu:

  • Kemikaalid lagunevad
  • Passiveerimine (mis mõjutab liitiumioonakusid), see tähendab, et aku rakule tekib soovimatute kemikaalide kiht . See käsitleb seotud nähtust lehel 4258:

    Kahjuks on liitiumil laadimisel tugev kalduvus moodustada tavalistes vedelates orgaanilistes lahustites samblad ja dendriite ( vrd joonis 15B). See piirab tsükli eluiga 100–150 tsüklini (tunduvalt madalam kui kaubandusliku raku jaoks vajalik 300 tsüklit), samuti suureneb ohutusintsidentide oht.

  • Mehaanilised pinged ja lekked. Patareid võivad kahjustuda mitmel viisil, põhjustades sisemiste komponentide purunemist ja kemikaalide lekkimist. See võib olla inimestele väga ohtlik.
On ka teisi pikaajalisi tegureid, mis suurendavad aku vananemist. Tundub, et leht, mille ülaltoodud loendi jaoks linkisin, on kiindunud Arrheniuse võrrandisse: $$ k = Ae ^ {- E_a / RT} $$, mis näitab, et keemiliste reaktsioonide määr muutub temperatuuri muutudes . Kõrged temperatuurid tähendavad kiiremaid reaktsioone, kuid võib-olla ka lühemat eluiga; see võib märkimisväärselt mõjutada mittelaetavaid patareisid.

Lõpuks on isetühjenemine, mis tähendab, et aku soovimatud reaktsioonid "söövad ära". niiöelda aku mahutavuselt. Protsess võib aku tüübi järgi olla erinev. Patareiülikoolil on leht, mida olete juba näinud. Selles korratakse, et temperatuur võib seda protsessi kiirendada. Piisaval kombel võivad liitiumioonakud esimese 24 tunni jooksul tühjeneda kuni 5%, aeglustudes seejärel 1-2% kuus.

Mis põhjustab mäluefekti? Kuidas on dendriidid kahjulikud? Kas isetühjenemine aitab kaasa pikaajalisele võimsuse kadumisele või kasutab see ainult selle tasuga võimsust?
@Rick [Wikipedia] (http://et.wikipedia.org/wiki/Memory_effect) annab ühe sellega seotud ajutise protsessi ja selle taga oleva mehhanismi: * Pinge languse põhjustab aku korduv ülelaadimine, mis põhjustab väikeste elektrolüüdi kristallid plaatidel. Need võivad plaate ummistada, suurendades takistust ja vähendades aku üksikute elementide pinget. See näib aku kui terviku tühjenemist kiiret, kuna need üksikud elemendid tühjenevad kiiresti ja kogu aku pinge järsku langeb.
Re, _Mäluefekt. Vaadake veebisaiti http://www.z80.info/nicd2.txt. Lühiversioon on Jah, selline mõju on olemas, kuid _peamine_ probleemidest, mida selles kunagi süüdistatud on, tulenesid tegelikult muudest probleemidest (eriti halvasti kujundatud tilgulaadijad). See teave pärineb lõpuks NASA inseneridelt, kes olid nõus kulutama _ palju raha, et mõista patareisid, mida nad plaanisid kosmosemissioonidele saata.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...