Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Właściwości eksploatacyjne ogniw litowych

Properties of lithium cells under operating conditions
Zasada działania akumulatora litowego
Zasada działania akumulatora litowego
Rys. W. Kurpiel, B. Miedziński

Akumulatory zbudowane z ogniw litowych pojawiły się w komercyjnym zastosowaniu na początku lat 90. i szybko zaczęły się upowszechniać. Dziś dostępne są różne odmiany akumulatorów litowych, a ich popularność bardzo szybko rośnie.

Akumulatory litowe są powszechnie stosowane w telefonach komórkowych, tabletach, laptopach, aparatach fotograficznych, elektronarzędziach, w samochodach elektrycznych i hybrydowych, lotnictwie, a także w górnictwie, gdzie zaczynają wypierać stosowane od lat akumulatory kwasowo-ołowiowe [1]. Oferują one największą gęstość energii spośród wszystkich akumulatorów dostępnych na rynku (rys. 1.). Nie występuje w nich również tzw. efekt pamięciowy, zaś samorozładowanie jest niewielkie, trwałość jest duża, i w wielu przypadkach przekracza 2000 cykli pracy (rys. 2.). Wymagają one niemniej dość szczególnej uwagi, ponieważ zarówno ich przeładowanie, jak też nadmierne rozładowanie mogą doprowadzić do trwałego uszkodzenia. Aby się przed tym uchronić, należy stosować odpowiednie zabezpieczenia, głównie elektroniczne, a także specjalną ich obudowę chroniącą przed przegrzewaniem, wilgocią, drganiami i uszkodzeniami mechanicznymi.

Oferta ogniw litowych w rynku szybko rośnie i rozszerza się o wersje o zwiększonej pojemności i lepszych specyficznych parametrach eksploatacyjnych. Obecnie nie odnotowano żadnej innej technologii, która mogłaby zagrozić akumulatorom litowym.

Rys. 1. Gęstość energetyczna; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński
Rys. 1. Gęstość energetyczna; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński
Rys. 2. Średnia żywotność akumulatorów; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński
Rys. 2. Średnia żywotność akumulatorów; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński

Akumulatory

Baterie i akumulatory (złożone z ogniw) są w ogólnym tego słowa znaczeniu elektrochemicznymi źródłami zasilania. W wyniku zachodzących w nich reakcji chemicznych powstaje energia elektryczna. Wymaganą wartość napięcia zasilania lub wyższą pojemność uzyskuje się poprzez szeregowe i/lub równoległe łączenie ogniw.

Wyróżnia się tutaj ogniwa pierwotne (ogniwa nieładowalne) i ogniwa wtórne (ogniwa ładowalne).

  • W ogniwach pierwotnych zachodzi nieodwracalna reakcja chemiczna, w wyniku której jest wytwarzana energia elektryczna. Ogniwa pierwotne są stosowane w bateriach.
  • Ogniwa wtórne zaś są elementami konstrukcyjnymi akumulatorów. Stanowią one zamknięte źródło zasilania, w którym energia przechowywana jest chemicznie, a następnie uwalniana w rezultacie reakcji chemicznych jako strumień elektronów wytwarzający prąd przepływający w obwodzie zamkniętym przez odbiornik.
Rys. 3. Zasada działania akumulatora litowego; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński
Rys. 3. Zasada działania akumulatora litowego; rys. W. Kurpiel, B. Miedziński

Zasada działania ogniw litowych polega na migracji jonów Li+ przez elektrolit pomiędzy dwoma elektrodami, anodą i katodą, w trakcie odwracalnych procesów ładowania i wyładowania (rys. 3.). Elektrody rozdzielone są separatorem nasyconym roztworem soli litu (należy zaznaczyć, że w ogniwach galwanicznych katoda jest elektrodą dodatnią zaś anoda – ujemną). Jako elektrolit stosuje się zarówno ciecz, żel czy stały przewodzący polimer.

Większość ogniw litowo-jonowych zawiera ciekły elektrolit z rozpuszczoną solą litu, jak np. LiPF6, LiBF4 czy LiClO4. Rozpuszczalnikiem jest najczęściej mieszanina organicznych węglanów. Ponadto stosuje się dodatki zwiększające stabilność granicy faz elektroda/elektrolit [3–5].

Ładowane ogniwo litowe dokonuje transferu ładunku elektrycznego od katody, poprzez elektrolit zawierający sole litowe w mieszaninie organicznych związków, do anody. Odwrotny proces następuje podczas rozładowywania ogniwa. Zachodząca reakcja powoduje, że generowana jest SEM, a po podłączeniu odbiornika zaczyna przepływać w obwodzie prąd.

Literatura

  1. Górecki P.: „Akumulatory litowe”, Elektronika praktyczna nr 3/2015. 
  2. Kurpiel W., Polnik B., Miedziński B.: System nadzorujący pracę baterii akumulatorów (BMS) w celu zwiększenia bezpieczeństwa ich funkcjonowania i żywotności stosowanych ogniw. Mech. Autom. Gór. 2014 nr 5.
  3. B. Scrosati, J. Garche, J. Power Sources, 195 (2010) 2419
  4. Z. Yang, J. Zhang, M. C. W. Kintner-meyer, X. Lu, D. Choi, J. P. Lemmon, Chem. Rev., 111 (2011) 3577
  5. A. Mukhopadhyay, B. W. Sheldon, Prog. Mater. Sci., 63 (2014) 58
  6. Javier Gallardo-Lozano, Enrique Romero-Cadaval, M. Isabel Milanes-Montero, Miguel A. Guerrero-Martinez: „Battery equalization active methods” - University of Extremadura, School of Industrial Engineering, Avda. Elvas s/n, 06006 Badajoz, Spain. – The International Journal on the Science and Technology of Electrochemical Energy Systems; www.elsevier.com/locate/jpowsour.
  7. Jian Cao, Nigel Schofield, Ali Emadi: „Battery Balancing Methods: A Comprehensive Review” - IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC, September 3-5, 2008, Harbin, China.
  8. Mohamed Daowd, Noshin Omar, Peter Van Den Bossche, and Joeri Van Mierlo, Passive and Active Battery Balancing comparison based on MATLAB Simulation, 7th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC’11, 2011,
  9. Jaroszyński L., Akumulatory litowe w pojazdach elektrycznych, Przegląd Elektrotechniczny nr 8/2011.
  10. Siedlecki M., Galant M., Fuć P., Lijewski P., Porównanie parametrów użytkowych akumulatorów w technologii litowo-jonowej stosowanych w układach napędowych pojazdów elektrycznych, Logistyka nr 3/2015.

streszczenie

W artykule omówiono właściwości eksploatacyjne ogniw litowych. Do najważniejszych ich zalet można zaliczyć stosunkowo szybkie ładowanie, wysoką gęstość energii i moc oraz szerszy zakres temperatur pracy w porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi. Z drugiej strony ogniwa te wrażliwe są na przeładowanie i nadmierne rozładowanie. Ze względu na ilość zgromadzonej energii awarie ogniw litowych mogą wywołać, w skrajnych przypadkach, zagrożenie życia oraz zdrowia ich użytkowników. Niezmiernie zatem istotnym jest zapobieganie niepożądanym stanom pracy ogniw litowych, głównie poprzez zastosowanie odpowiednich systemów BMS (Battery Management System) oraz odpowiednią zabudowę tych ogniw.



abstract

The article discusses performance of lithium cells under operational conditions.. Their most important advantages include relatively fast charging, high energy density and significant power as well as a wider range of temperatures compared to traditional lead-acid batteries. However, on the other hand, these batteries are sensitive to overcharging as well as excessive discharge. Due to the large amount of energy stored, the lithium cell failures can cause, in extreme cases, a threat to the life and health of the users. Therefore, it is extremely important to prevent their unwanted states of work mainly through the use of appropriate BMS system (Battery Management System) and the appropriate housing.


Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[automatyka, ogniwa litowe, elektroniczne systemy zabezpieczające ogniwa, balansowanie ogniw, równoważenie ogniw, pasywne balansowanie ogniw, ogniwa litowe] 

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Pakiet: półroczna prenumerata papierowa (5 numerów) + półroczny dostęp do wszystkich treści portalu (183 dni) - 75,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata edukacyjna - roczna elektro.info - 75,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Liga specjalistów - konkurs

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...

Aktywny Filtr Harmonicznych firmy Rabbit

Aktywny Filtr Harmonicznych Małej Mocy – zapewnia dynamiczną kompensację mocy biernej oraz redukcję harmonicznych prądu w celu poprawienia efektywności energetycznej odbiorców energii,...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl