Типы литиевых аккумуляторов размеры

Типы литиевых аккумуляторов размеры

Для обозначения используется 5-значное число, в котором:

  • первые 2 цифры указывают на значение диаметра источника энергии (в мм);
  • последующие 2 цифры отображают его длину (в мм);
  • последняя цифра отражает форму элемента питания (0 – цилиндрическая форма).
Тип Обозначение Типоразмеры Схожие типоразмеры
Цилиндрические XXYY0, где 10180 2/5 AAA
XX – указание диаметра в мм 10220 1/2 AAA (Ø соответствует ААА, но на половину длины)
YY – значение длины в мм 10280
0 – отражает исполнение в виде цилиндра 10430 ААА
10440 ААА
14250 1/2 AA
14270 Ø АА, длина CR2
14430 Ø 7 мм (как у АА), но длина меньше
14500 АА
14670
15266, 15270 CR2
16340 CR123
17500 150S/300S
17670 2xCR123 (или 168S/600S)
18350
18490
18500 2xCR123 (или 150A/300P)
18650 2xCR123 (или 168A/600P)
18700
22650
25500
26500 C
26650
32650
33600 D
42120

Обычно литиевые аккумуляторы производятся с привычными контактами:» +» в виде выступа на торце и» –» в виде рельефной или плоской площадки. Также в них могут быть предусмотрены контакты под пайку. В зависимости от химического состава различают источники питания: Li-ion, Li-Po, Li-Mn, LFP, Li-FeS, LTO. В зависимости от входящих в состав химических элементов цилиндрические источники питания маркируются так:+

  • ICR – содержащие кобальт;
  • IMR – имеющие в составе марганец;
  • INR – содержащие никель и марганец;
  • NCR – имеющие в составе никель и кобальт, а в роли изолятора – оксид алюминия.

В частности, обозначение ICR18650 характерно для цилиндрических элементов питания на основе кобальта с диаметром 18 мм и длиной 65 мм. По внешнему виду они напоминают батарейки АА, но превышают их по величине. Такие аккумуляторы востребованы в фонарях и других приборах, нуждающихся в высокой емкости, а также используются для сборки аккумуляторных батарей с различными параметрами. Наиболее распространены элементы с номинальным напряжением 3,7 В.

сказать Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Существуют и стандартные литиевые аккумуляторы. Как правило, они цилиндрической формы. Тип аккумулятора обозначается пятью цифрами: первые две цифры — диаметр, последние три — длина аккумулятора. Самые распространённые аккумуляторы — 18650.

Такие аккумуляторы часто используются в батареях ноутбуков, в большинстве аварийных зарядных устройств (PowerBank’ов) и даже в электромобилях (http://ammo1.livejournal.com/291378.html).

Все цилиндрические литиевые аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3.7 вольта. Реальное напряжение — от 4.2 вольта у полностью заряженного аккумулятора до 3.0 вольта у полностью разряженного.
Литиевые аккумуляторы очень боятся переразряда, поэтому выпускаются защищённые (protected) аккумуляторы со встроенной схемой, отключающей аккумулятор при падении напряжения ниже минимально допустимого. Такие аккумуляторы, как правило, чуть длиннее стандартных и могут не влезать на штатные места установки стандартных аккумуляторов.

Вторые по популярности аккумуляторы — 14500, по размеру совпадающие с батарейкой AA. Аккумуляторы 10440 по размеру совпадают с батарейкой ААА.

В некоторых случаях такие аккумуляторы можно ставить вместо батареек, но нужно не забывать, что их напряжение более, чем вдвое выше, чем у батарейки.

Выпускаются также аккумуляторы 16340 (по размеру, как 123A), 15270 (по размеру, как CR2), 18350, 26650, 32650.

Стандартная ёмкость аккумуляторов 18650 — 2600 mAh, но в продаже встречаются китайские аккумуляторы до 4900 mAh. По результатам многочисленных тестов, все аккумуляторы китайских брендов имеют значительно меньшую ёмкость, чем заявлено. Так в тесте пятнадцати аккумуляторов (http://mysku.ru/blog/others/9018.html) некоторые аккумуляторы 3600 mAh были на самом деле всего-то 250 mAh и в самом лучшем случае 1800 mAh при заявленных 3000 mAh. Только аккумуляторы известных брендов (Sony, Panasonic, Sanyo, Samsung) имели реальную ёмкость, соответствующую заявленной.

Красные Ultrafire 3000 mAh с моей картинки фактически имеют ёмкость 850 mAh, а безымянный синий 2200 mAh — фактически всего 450 mAh.

Самые маленькие 10440 обычно имеют ёмкость 600 mAh и стоят около $2.
У 14500 стандартная ёмкость 900 mAh, но встречаются китайские шедевры с ёмкостью якобы 1600 mAh. Цена — $1.5-2.5.
Самые ёмкие — толстые 26650 (4000-5000 mAh за $6.5-7.5) и 32650 (5500-6000 mAh за $11-12).

Недавно появился новый вид литий-ионных аккумуляторов — литий-железо-фосфатные LiFePO4 (http://ru.wikipedia.org/wiki/Литий-железо-фосфатный_аккумулятор). Они отличаются высокой токоотдачей (до 120 А 10 сек.), продолжительным сроком службы (в десятки раз больше, чем у обычных Li-Ion аккумуляторов), большим сроком хранения (за 3 года хранения потеря емкости 3%), большей безопасностью (нет риска воспламенения или взрыва даже при быстрой зарядке за 15 минут током, в четыре раза превышающим ёмкость (4,3С). Номинальное напряжение у этих аккумуляторов чуть ниже — 3.3 V.

Читайте также:  Совкомбанк новокузнецк личный кабинет

Аккумуляторы LiFePo4 выпускаются в типоразмере 26650 (3000 mAh, $10), 14500 (700 mAh, $3), 18650 (1100 mAh, $4). Продаются и "Rechargeable li-ion battery lifepo4 18650 3000mah" по $3, но это, разумеется, подделка.

Разместил 17.11.2018 nik34
nik34 прислал:


Характеристики литиевых аккумуляторов могу существенно различаться. В статье рассмотрены шесть основных типов таких аккумуляторов.
Статья скопирована с сайта Best-Energy, где есть много другой качественной информации по теме электропитания.

Рассмотрены следующие типы литиевых аккумуляторов.

1. Литий-кобальтовый аккумулятор ( LiCoO2)
2. Литий-марганцевый аккумулятор (LiMn2O4)
3. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидный аккумулятор (LiNiMnCoO2 или NMC)
4. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4)
5. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидный аккумулятор (LiNiCoAlO2)
6. Литий-титанатный аккумулятор (Li4Ti5O12)

Разные подвиды литий-ионной электрохимической системы именуются по типу своего активного вещества, и могут обозначаться как полностью словами, так и в укороченном виде — химическими формулами. Объединяется литиевые аккумуляторы то, что все они относятся к герметичным необслуживаемым аккумуляторам . Такие формулы не очень удобны для прочтения или запоминания ввиду своей сложности, поэтому и они упрощаются — к буквенной аббревиатуре.

Рисунок 1: Структура литий-кобальтового аккумулятора.

Гексагональный график (рисунок 2) суммирует производительность литий-кобальтового аккумулятора с точки зрения таких характеристик — удельная энергоемкость, которая отвечает за время работы; удельная мощность, или способность обеспечить большую силу тока; безопасность; производительность при высоких и низких температурах; срок службы и долговечность; стоимость. Другими важными характеристиками, не учтенными на этом графике, являются токсичность, возможность быстрой зарядки, саморазряд и срок возможного хранения. (Смотрите: Принцип “восьмигранной” батареи — что делает батарею батареей ).

Рисунок 2: Оценка усредненного литий-кобальтового аккумулятора.

Литий-кобальтовая электрохимическая система выделяется высокой удельной энергоемкостью, но предлагает средние показатели удельной мощности, безопасности и срока службы.

Таблица характеристик литий-кобальтового аккумулятора.

Кобальтит лития: LiCoO2 катод (

60% кобальта), графитовый анод
Сокращенное обозначение: LCO или Li-кобальт
Разработан в 1991 году

Напряжение 3,60 В номинальное; стандартный рабочий диапазон — 3,0-4,2 В
Удельная энергоемкость 150-200 Вт*ч/кг; специализированные модели обеспечивают до 240 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки 0,7-1С, напряжение зарядки 4,20 В (большинство моделей); процесс
зарядки обычно занимает 3 часа; зарядка силой тока больше 1С сокращает
срок службы батареи
С-рейтинг разряда 1С; при напряжении ниже 2,50 В срабатывает отсекатель; разряд силой тока выше 1С сокращает срок службы батареи
Количество циклов заряда/разряда 500-1000, зависит от глубины разрядов, нагрузки, температур
Тепловой пробой Обычно при 150°С. Полный заряд способствует тепловому пробою
Области применения Мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки, фотоаппараты
Комментарий Очень высокая удельная энергоемкость, ограниченная
удельная мощность. Высокая стоимость кобальта. Служит в областях, где требуется
большая емкость. Имеет стабильный спрос на рынке.

Устройство литий-ионного аккумулятора с марганцевой шпинелью было впервые опубликовано в журнале “Materials Research Bulletin” в 1983 году. В 1996 году компания Moli Energy коммерциализировала литий-ионную ячейку с литий-марганцевой шпинелью в качестве материала катода. Трехмерная структура шпинели улучшает поток ионов на электроде, что приводит к уменьшению внутреннего сопротивления и улучшению обработки тока. Еще одним преимуществом шпинели является высокая термическая стабильность, но срок жизни и количество циклов ограничены.

Низкое внутреннее сопротивление такой ячейки обеспечивает быструю зарядку и высокое возможное значение силы тока разряда. В типоразмере 18650 литий-марганцевый аккумулятор может разряжаться силой тока в 20-30А с умеренным теплообразованием. Кроме того, он способен выдерживать импульсы до 50 А в течение одной-двух секунд. Непрерывная же нагрузка в 50 А приведет к нагреву аккумулятора, который не должен превышать 80°С во избежание деградации. Литий-марганцевые аккумуляторы используются для мощных инструментов, медицинского оборудования, а также в гибридном и электротранспорте.
На рисунке 4 представлена графическая иллюстрация трехмерного кристаллического каркаса материала катода. Этим материалом является шпинель, у которой начальная ромбовидная решеточная структура трансформируется в трехмерную.

Рисунок 4: Структура литий-марганцевого аккумулятора.

Емкость литий-марганцевого аккумулятора примерно на треть меньше емкости литий-кобальтового. Гибкость конструкции позволяет оптимизировать батарею под разные задачи и создавать модели с улучшенными показателями долговечности, удельной мощности или удельной энергоемкости. Например, версия в типоразмере 18650 с улучшенными показателями мощности имеет емкость только 1100 мАч, в то время как оптимизированная под емкость — 1500 мАч.

Читайте также:  Первая стирка в новой стиральной машине candy

Рисунок 5: Характеристики обычного литий-марганцевого аккумулятора.

Несмотря на умеренную общую производительность, новые модели демонстрируют улучшенную удельную мощность, безопасность и продолжительность жизни.Большинство литий-марганцевых аккумуляторов комбинируются с литий-никель-марганец-кобальтовыми (NMC) для повышения удельной энергоемкости и продления срока службы. Этот союз позволяет использовать сильные стороны обеих систем и называется LMO (NMC). Именно эти комбинированные аккумуляторы используются в большинстве электромобилей, таких как Nissan Leaf, Chevy Volt и BMW i3. LMO – часть такого аккумулятора, которая составляет около 30 %, обеспечивает высокие ускорительные возможности электродвигателя, а NMC часть отвечает за размер автономного пробега.

Таблица характеристик литий-марганцевого аккумулятора.

Литий-марганцевая шпинель: LiMn2O4 катод, графитовый анод
Сокращенное обозначение: LNO или Li-марганцевый (шпинельная структура)
Разработан в 1996 году
Напряжение 3,70 В (3,80 В) номинальное; стандартный рабочий диапазон — 3.0-4.2 В
Удельная энергоемкость 100-150 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки Стандарт 0,7-1С; 3С максимум; зарядка до 4,20 В (большинство батарей)
С-рейтинг разряда Стандарт 1С; существуют модели с 10С; импульсный режим работы (до 5 секунд) — 50С; при 2,50 В срабатывает отсекатель
Количество циклов заряда/разряда 300-700 (зависит от глубины разрядов и температуры)
Тепловой пробой Обычно при 250°С. Полный заряд способствует тепловому пробою
Области применения Электроинструмент, медицинское оборудование, электрические силовые агрегаты
Комментарий Высокая мощность, но умеренная емкость; безопаснее литий-кобальтовых; обычно используется вместе с NMC

Одним из наиболее успешных вариантов исполнения литий-ионной электрохимической системы является сочетание никеля, марганца и кобальта (NMC) в катоде. По аналогии с литий-марганцевыми, эти системы могут быть оптимизированы под емкость или мощность. Например, NMC аккумулятор в типоразмере ячейки 18650 для умеренной нагрузки имеет емкость 2800 мАч и может обеспечивать силу тока в 4-5 А; а версия в том же типоразмере, но оптимизированная под мощностные показатели имеет емкость только 2000 мАч, но максимальная сила тока разряда у нее — 20 А. Показатель емкости можно увеличить и до 4000 мАч, если добавить кремний в состав анода. Но с другой стороны, это значительно уменьшит нагрузочные характеристики и долговечность такого аккумулятора. Столь неоднозначные свойства кремния появляются из-за его расширения и уменьшения при зарядке и разрядке, что приводит к механической неустойчивости конструкции аккумулятора.

Секрет технологии NMC заключается в сочетании никеля и марганца. Аналогией может служить обыкновенная поваренная соль, где по отдельности ее компоненты, натрий и хлор, весьма токсичны, но их соединение образует полезное пищевое вещество. Никель известен своей высокой удельной энергоемкостью, но низкой стабильностью; марганец же имеет преимущество в виде шпинельной структуры, которая обеспечивает низкое внутреннее сопротивление, но и приводит к недостатку — низкой удельной энергоемкости. Сочетание же этих металлов позволяет компенсировать недостатки друг друга и в полной мере использовать сильные стороны.

NMC аккумуляторы используются для мощных инструментов, электровелосипедов и других силовых агрегатов. Состав катода, как правило, сочетает никель, марганец и кобальт в равных частях, то есть каждый металл занимает треть от общего объема. Такое распределение также известно как 1-1-1. Сочетание в таком соотношении выгодно своей стоимостью, так как содержание дорогого кобальта по сравнению с другими версиями батареи относительно невелико. Еще одна успешная комбинация NMC содержит 5 частей никеля, 3 части кобальта и 2 части марганца. Эксперименты по поиску удачных комбинаций этих активных веществ продолжаются и сейчас. На рисунке 7 продемонстрированы характеристики NMC аккумулятора.

Рисунок 7: Оценка характеристик NMC аккумулятора.

NMC имеет хорошую общую производительность и отличную удельную энергоемкость. Данная аккумуляторная батарея является предпочтительным выбором для электротранспорта и имеет самый низкий уровень самонагрева.

Литий-никель-марганец-кобальт-оксид: LiNiMnCoO2 катод, графитовый анод
Сокращенное обозначение: NMC (NCM, CMN, CNM, MNC, MCN аналогично комбинации металлов)
Разработан в 2008 году
Напряжение 3,60-3,70 В номинальное; стандартный рабочий диапазон — 3,0-4,2 В на ячейку, или выше
Удельная энергоемкость 150-220 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки 0,7-1С, зарядка до 4,20 В, в некоторых моделях до 4,30 В; процесс
зарядки обычно занимает 3 часа; зарядка силой тока больше 1С сокращает
срок службы батареи
С-рейтинг разряда 1С; некоторые модели поддерживают 2С; при 2,50 В срабатывает отсекатель
Количество циклов заряда/разряда 1000-2000 (зависит от глубины разрядов и температуры)
Тепловой пробой Обычно при 210°С. Полный заряд способствует тепловому пробою
Области применения Электровелосипеды, медицинское оборудование, электроавтомобили, промышленность
Комментарий Обеспечивают высокую емкость и мощность. Широкий спектр практического применения, доля рынка стремительно растет
Читайте также:  Самсунг от 10000 до 15000 рублей

В 1996 году в Университете Техаса были проведены исследования, в результате которых был открыт новый материал для катода литий-ионного аккумулятора — фосфат железа. Литий-фосфатная система обладает хорошими электрохимическими свойствами и низким внутренним сопротивлением.

Рисунок 9: Оценка характеристик литий-фосфатного аккумулятора.

Литий-фосфатная электрохимическая система обеспечивает отличную безопасность и долгий срок службы, но удельная энергоемкость имеет умеренные показатели, также стоит отметить высокий саморазряд.

Литий-феррофосфат: LiFePO4 катод, графитовый анод
Сокращенное обозначение: LFP или Li-фосфат
Напряжение 3,20, 3,30 В номинальное; стандартный рабочий диапазон — 2,5-3,65 В на ячейку
Удельная энергоемкость 90-120 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки 1С стандарт, зарядка до 3,65 В; процесс зарядки обычно занимает 3 часа
С-рейтинг разряда 1С; в некоторых версиях до 25С; 40 А импульсные токи (до 2 секунд);
при 2,50 В срабатывает отсекатель (напряжение ниже 2 В наносит вред)
Количество циклов заряда/разряда 1000-2000 (зависит от глубины разрядов и температуры)
Тепловой пробой 270°С. Безопасный даже при полном заряде
Области применения Портативные и стационарные устройства, где необходимы высокие токи нагрузки и выносливость
Комментарий Очень ровный график разряда, но небольшая емкость. Один из самых
безопасных в семействе литий-ионных. Используется в специализированных
устройствах. Повышенный саморазряд.

Высокие показатели энергоемкости и плотности энергии вкупе с хорошей долговечностью делают NCA аккумуляторы интересными для электротранспорта. Но высокая стоимость и показатели безопасности являются недостатком этой электрохимической системы.

Таблица характеристик литий-никель-кобальт-алюминий-оксидного (NCA) аккумулятора.

Литий-никель-кобальт-алюминий-оксид: LiNiCoAlO2 катод (

9% кобальта), графитовый анод
Сокращенное обозначение: NCA или Li-алюминий

Напряжение 3,60 В номинальное; стандартный рабочий диапазон — 3,00-4,20 В на ячейку
Удельная энергоемкость 200-260 Вт*ч/кг, ожидается улучшение до 300 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки 0,7С, зарядка до 4,20 В (большинство версий); процесс зарядки обычно
занимает 3 часа, для некоторых версий доступна быстрая зарядка
С-рейтинг разряда 1С стандарт; при 3,00 В срабатывает отсекатель; глубокие разряды укорачивают срок службы
Количество циклов заряда/разряда 500 (зависит от глубины разрядов и температуры)
Тепловой пробой Обычно при 150°С. Полный заряд способствует тепловому пробою
Области применения Медицинское оборудование, промышленность, электрические силовые агрегаты
Комментарий По характеристикам очень похож на литий-кобальтовый. В основном используется в устройствах, требующих высокие показатели емкости

Аккумуляторы с титанатом лития в составе известны еще с 1980-х. В классическом литий-ионном аккумуляторе анод графитовый, в рассматриваемом же — из нанокристаллов титаната лития. Графит присутствует в составе литий-титанатного аккумулятора, но уже в роли катода. У этого аккумулятора номинальное напряжение ячейки составляет 2,40 В, он может быть очень быстро заряжен и обеспечивает высокий ток разряда — 10С, то есть в 10 раз превышающий показатель его емкости. Количество циклов заряда/разряда больше, чем у обычного литий-ионного.

Литий-титанатный аккумулятор безопасен, имеет отличные низкотемпературные характеристики — при минус 30°С его емкость сохраняется на уровне 80%. Но стоимость такого аккумулятора высока, а показатель удельной энергоемкости в 65 Вт*ч/кг позволяет конкурировать разве что с никель-кадмиевым. Номинальное напряжение ячейки литий-титанатного аккумулятора составляет 2,80 В; работоспособным аккумулятор считается до значения 1,80 В. На рисунке 13 представлены характеристики литий-титанатного аккумулятора. Его типичные области применения – электрические силовые агрегаты, системы аккумулирования электроэнергии и уличное освещение на солнечных элементах.

Рисунок 13: Характеристики литий-титанатного аккумулятора.

Литий-титанатные аккумуляторы имеют отличные показатели безопасности, производительности при низких температурах и долговечности. Ведутся разработки по увеличению удельной энергоемкости и удешевлению производства.

Титанат Лития: графитовый катод, Li4Ti5O12 анод
Сокращенное обозначение: LTO или Li-титанат
Напряжение 2,40 В номинальное; стандартный рабочий диапазон — 1,80-2,75 В на ячейку
Удельная энергоемкость 70-80 Вт*ч/кг
С-рейтинг зарядки 1С номинальное; 5С максимальное; зарядка до 2,85 В
С-рейтинг разряда 10С допустимо; 30С импульс (5 секунд); при 1,80 В срабатывает отсекатель
Количество циклов заряда/разряда 3000-7000
Тепловой пробой Один из самых безопасных литий-ионных аккумуляторов
Области применения ИБП, электрические силовые агрегаты (Mitsubishi i-MiEV, Honda Fit-EV),уличное освещение на солнечных элементах
Комментарий Длительный срок службы, быстрая зарядка, широкий температурный
диапазон, но низкая удельная энергоемкость и высокая стоимость. Наиболее
безопасная литий-ионная аккумуляторная батарея.

Рисунок 15: Показатели удельной энергоемкости свинцовых, никелевых и литиевых аккумуляторных батарей.

NCA обладают самой высокой удельной энергоемкостью. Тем не менее, марганцевые и фосфатные превосходят по удельной мощности и термической стабильности. Литий-титанатные имеют наибольший срок службы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector