Li-ion ve NiCad karşılaştırması
Share
Lityum iyon (veya Li iyon) piller daha küçük boyutludur, az bakım gerektirir ve çevreye göre daha güvenlidir Nikel kadmiyum (olarak da adlandırılır Nicad, NiCd veya Ni-Cd) piller. Benzerlikleri olsa da, Li-ion ve NiCd piller kimyasal bileşimleri, çevresel etkileri, uygulamaları ve maliyetlerinde farklılık gösterir.
Karşılaştırma Tablosu
| Li iyon | Nicad | |
|---|---|---|
| Özgül güç | ~ 250- ~ 340 W / kg | 1800mha |
| Hafıza etkisi | Hafıza etkisi muzdarip | Bellek efektinden muzdarip |
İçindekiler: Li-ion ve NiCad
- 1 Elektrokimya
- 2 Çevresel Etki
- 3 Maliyet
- 4 İşletim ve Performans
- 5 Boyut ve Tip
- 6 Uygulamalar
- 7 Kaynakça
elektroşimi
Nikel-kadmiyum pil, anot (negatif terminal) için kadmiyum, katot (pozitif terminal) için nikel oksihidroksit ve elektrolit olarak sulu potasyum hidroksit kullanır.
Bir lityum iyon pil anot olarak grafit, katot için lityum oksit ve elektrolit olarak bir lityum tuzu kullanır. Lityum iyonları deşarj sırasında negatif elektrottan pozitif elektroda ve şarj sırasında geri döner. Lityum-iyon elektrokimyasal hücreler, tek kullanımlık lityum birincil pillerin aksine, elektrot malzemesi olarak metalik lityum yerine aralıklı bir lityum bileşiği kullanır.
Çevresel Etki
NiCad piller% 6 (endüstriyel piller) ile% 18 (tüketici pilleri) kadmiyum içerir, bu da zehirli bir ağır metaldir ve bu nedenle pilin atılması sırasında özel dikkat gerektirir. Federal hükümet onu tehlikeli atık olarak sınıflandırıyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde, pil fiyatının bir kısmı, hizmet ömrü sonunda uygun şekilde atılması için bir ücrettir.
Lityum iyon pillerin bileşenleri, lityum tehlikeli olmayan atık olduğundan çevre açısından güvenlidir.
Maliyet
Voltaj ve akımı izlemek için ekstra koruma devresi nedeniyle bir lityum iyon pilin üretimi yaklaşık yüzde 40 daha fazladır.
Operasyon ve Performans
Nikel-kadmiyum pillerin en büyük dezavantajı, aynı şarj durumuna birkaç kez deşarj ve şarj olmaları durumunda "bellek etkisinden" muzdarip olmalarıdır. Batarya, şarj döngüsünde şarjın başladığı noktayı "hatırlar" ve sonraki kullanım sırasında voltaj, batarya boşalmış gibi aniden bu noktada düşer. Ancak, pilin kapasitesi önemli ölçüde azalmaz. Bazı elektronikler, voltajın normale dönmesi için yeterince uzun bu azaltılmış gerilime dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, bazı cihazlar bu düşük voltaj periyodu boyunca çalışamaz ve pil normalden daha önce "ölü" görünür.
Voltaj depresyonu veya tembel pil etkisi adı verilen benzer bir efekt, tekrarlanan aşırı şarjdan kaynaklanır. Bu durumda pil tam olarak şarj edilmiş gibi görünür ancak kısa bir süre çalıştıktan sonra hızla boşalır. İyi işlenirse, nikel-kadmiyum pil kapasitesi orijinal kapasitesinin yarısının altına düşmeden önce 1.000 döngü veya daha fazla sürebilir..
Başka bir sorun, kullanıcı tarafından bir hata nedeniyle veya birkaç hücreli bir pilin tamamen boşalması durumunda ortaya çıkan ters şarjdır. Ters şarj pil ömrünü azaltabilir. Ters şarjın yan ürünü, tehlikeli olabilen hidrojen gazıdır..
Düzenli olarak kullanılmadığında, dendritler NiCad pillerinde gelişme eğilimindedir. Dendritler, elektrotlar arasındaki ayırıcı membrana nüfuz edebilecek ince, iletken kristallerdir. Bu, dahili kısa devrelere ve erken arızaya yol açar.
Lityum iyon piller az bakım gerektirir. “Bellek etkisi” yaratmadan tamamen deşarj edilmeden önce şarj edilebilirler ve daha geniş bir sıcaklık aralığında çalışırlar. Ni-Cd ile karşılaştırıldığında, lityum iyonundaki kendi kendine deşarj yarıdan daha azdır, bu da modern yakıt göstergesi uygulamaları için çok uygundur. Tek dezavantajı lityum-iyon pil kırılgandır ve güvenli çalışmayı sürdürmek için bir koruma devresi gerektirir. Koruma devresi, şarj sırasında her bir hücrenin tepe voltajını sınırlayan ve deşarj sırasında hücre voltajının çok düşmesini önleyen her pakete yerleştirilmiştir. Aşırı sıcaklığı önlemek için hücre sıcaklığı da izlenir.
Ölçüler ve Çeşitleri
Ni-Cd hücreleri AAA'dan D'ye, alkalin pillerle aynı boyutlarda ve birkaç çok hücreli boyutta mevcuttur. Tekli hücrelere ek olarak, otomotiv ve ağır sanayi uygulamalarında yaygın olarak kullanılan 300 hücreye kadar paketler halinde bulunurlar. Taşınabilir uygulamalar için hücre sayısı 18 hücrenin altındadır. 2 tip NiCd pil vardır: kapalı ve havalandırmalı.
Li-ion piller daha küçük, daha hafiftir ve nikel-kadmiyum pillere göre daha fazla enerji sağlar. Ayrıca 4 tip formatta çok çeşitli şekil ve boyutlarda mevcuttur:
- Küçük silindirik (dizüstü bilgisayar pillerinde kullanılanlar gibi terminalsiz katı gövde)
- Büyük silindirik (büyük dişli terminallere sahip sağlam gövde)
- Kese (cep telefonlarında kullanılanlar gibi yumuşak, düz gövde)
- Prizmatik (genellikle araçların çekiş paketlerinde kullanılan büyük dişli terminalleri olan yarı sert plastik kasa)
Kese hücreleri, davanın bulunmaması nedeniyle en yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Bununla birlikte, şarj durumu (SOC) seviyesi yüksek olduğunda genişlemeyi önlemek için bir miktar dış sınırlama gerektirir.
Uygulamalar
NiCad piller pil paketlerine monte edilebilir veya ayrı ayrı kullanılabilir. Küçük ve minyatür hücreler fenerlerde, portatif elektronik cihazlarda, kameralarda ve oyuncaklarda kullanılabilir. Nispeten düşük bir iç dirence sahip yüksek dalgalanma akımları sağlayabilirler, bu da onları uzaktan kumandalı elektrikli model uçaklar, tekneler, arabalar, kablosuz elektrikli aletler ve kamera flaş üniteleri için uygun bir seçim haline getirir. Daha büyük taşkın hücreleri, uçak çalıştırma aküleri, elektrikli araçlar ve bekleme gücü için kullanılır.
Yüksek enerji yoğunlukları, hafıza etkisi yok ve kullanılmadığında yavaş şarj kaybı gibi lityum iyon piller, tüketici elektroniği için en popüler seçimdir. Ayrıca askeri, elektrikli araç ve havacılık uygulamaları için popülaritesi artıyor.
Referanslar
- http://support.radioshack.com/support_tutorials/batteries/bt-liion-main.htm
- http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel-cadmium_battery
- http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery
