Электрические характеристики литиевых аккумуляторов

Справочная информация > Литиевые аккумуляторы - основная информация >

Электрические характеристики литиевых аккумуляторов

Аккумуляторы с металлическим литиевым анодом выпускаются в довольно ограниченном объеме, и показатели таких аккумуляторов разных производителей имеют, скорее, историческое значение. Наиболее солидным современным производителем литиевых аккумуляторов остается израильская фирма Tadiran [4.10.1]. Типичные разрядные характеристики цилиндрического аккумулятора типоразмера АА этой фирмы номинальной емкостью 0,75 А • ч с катодом на основе литированной марганцевой шпинели приведены на рис. 4.10.1. Эти характеристики относятся к разряду при комнатной температуре.

Влияние температуры разряда на разрядные характеристики видно на рис. 4.10.2. Удельная энергия составляет 125—140 Вт*ч/кг и 280—315 Вт-ч/л.
Фирма Tadiran гарантирует ресурс аккумуляторов 300 циклов. Фирма провела специальное тестирование аккумуляторов на безопасность (короткое замыкание, перезаряд и переразряд, прокалыва-ние иглой) и не обнаружила ни возгорания, ни взрыва. Более высокий ресурс аккумуляторов с металлическим литиевым анодом достигнут фирмой Panasonic Ind. Co. (Япония) — 1000 циклов, но этот показатель относится к дисковым аккумуляторам емкостью 30 мА ■ ч [0.26].

Некоторые параметры отечественных перезаряжаемых литиевых дисковых аккумуляторов приведены в табл. 4.10.1 [0.26].

Технические параметры литий-ионных аккумуляторов разных производителей довольно близки; их можно представить следующими обобщенными показателями:

Напряжение разряда, В…………………….   3,5—3,7
Ресурс, цикл…………………………….   500—1000
Удельная энергия:
Вт-ч/кг………………………………   юО—150
Вт • ч/л……………………………….   250—330
Саморазряд, % в год………………………   6—10 %
Диапазон рабочих температур °С…………….   от -20 до +60 °С
Максимальный нормированный ток разряда…….   1С

Приведенные показатели следует рассматривать как некоторые номинальные ориентиры. Для каждого конкретного изделия разрядное напряжение зависит от тока разряда, степени разряженности, температуры; ресурс зависит от режимов (токов) разряда и заряда, температуры, глубины разряда; диапазон рабочих температур зависит от степени выработки ресурса, допустимых рабочих напряжений и т.п. Так, с ростом тока разряда общая емкость уменьшается незначительно, но заметно снижается разрядное напряжение. При температурах выше 0 °С разрядная кривая почти не зависит от температуры, однако отрицательные температуры сильно сказываются на раз-рядных характеристиках. К недостаткам литий-ионных аккумуляторов следует отнести чувствительность к перезарядам и переразрядам, поэтому они должны иметь ограничители заряда и разряда.

Характерно, что технические параметры изделий разных фирм, в основном, совпадают, что иллюстрируется, например, данными табл. 4.10.2, в которой приведены основные параметры цилиндрических аккумуляторов типоразмера 18650.

На рис. 4.10.3 показаны типичные разрядные кривые цилиндрического аккумулятора UR 18650 (диаметр 18 мм, высота 65 мм, масса 40 г) фирмы Sanyo при температуре 25 °С и разных токах. Как видно, с ростом тока разряда общая емкость уменьшается незначительно, но заметно снижается разрядное напряжение. При нормированных токах меньше 0,2С, т.е. при длительности полного разряда более 5 ч, разрядные кривые практически совпадают.

На рис. 4.10.4 приведены разрядные кривые того же аккумулятора при нормированном токе 0,2С (т.е. в 5-часовом режиме) и различных температурах. Видно, что при температурах выше нуля разрядная кривая почти не зависит от температуры, однако отрицательные температуры сильно сказываются на разрядных характеристиках, в основном на разрядном напряжении.

Подавляющее большинство литиевых аккумуляторов выпускается в виде отдельных изделий емкостью до 2 А • ч и в виде батарей из ограниченного числа (2—4) таких аккумуляторов. В то же время весьма перспективным направлением считается разработка более крупных устройств емкостью от десятков до сотен ампер-часов, предназначенных, в частности, для электротранспорта. Электромобиль с такими батареями рассчитан на пробег на одной зарядке от 200 до 300 км. Например, французская фирма SAFT разработала цилиндрические литий-ионные аккумуляторы емкостью (в 3-часовом режиме) от 8 до 43 А • ч.
Основные параметры литий-ионных аккумуляторов разных фирм-производителей приведены в табл. 4.10.3—4.10.9.