Конструкція Li-ion акумуляторів

Конструктивно Li-ion акумулятори, як і лужні (Ni-Cd, Ni-MH), виробляються в циліндричному та призматичному варіантах. В циліндричних акумуляторах згорнутий у вигляді рулону пакет електродів і сепаратора розміщено в сталевий або алюмінієвий корпус, з яким з’єднаний негативний електрод. Позитивний полюс акумулятора виведений через ізолятор на кришку (рис. 2). Призматичні акумулятори виробляються складанням прямокутних пластин один на одного. Призматичні акумулятори забезпечують більш щільну упаковку акумуляторної батареї, але в них важче, ніж в циліндричних, підтримувати стискаючі зусилля на електроди. У деяких призматичних акумуляторах застосовується рулонна збірка пакету електродів, який скручується в еліптичну спіраль (рис. 3). Це дозволяє об’єднати переваги двох описаних вище модифікацій конструкції.

Рис.2. Пристрій літій-іонного (Li-ion) акумулятора

Рис.3. Пристрій призматичного літій-іонного (Li-ion) акумулятор з рулонної скручуванням електродів

Деякі конструктивні заходи зазвичай робляться для попередження швидкого розігріву і забезпечення безпеки роботи Li-ion акумуляторів. Під кришкою акумулятора є пристрій, що реагує на позитивний температурний коефіцієнт збільшенням опору, і інше, яке розриває електричний зв’язок між катодом і позитивної клемою при підвищенні тиску газів усередині акумулятора вище допустимої межі.

Для підвищення безпеки експлуатації Li-ion акумуляторів в складі батареї обов’язково застосовується також і зовнішня електронна захист, мета якої не допустити можливість перезаряду і перерозряду кожного акумулятора, короткого замикання і надмірного розігріву.

Більшість Li-ion батареї виготовляють у призматичних варіантах, оскільки основне призначення Li-ion акумуляторів — забезпечення роботи стільникових телефонів і ноутбуків. Як правило, конструкції призматичних акумуляторів не уніфіковані і більшість фірм-виробників стільникових телефонів, ноутбуків і т. д. не допускають застосування в пристроях акумуляторів сторонніх фірм.

Різнойменні електроди в літієвих і літій-іонних акумуляторах поділяються сепаратором з пористого поліпропілену.

Конструкція Li-ion та інших літієвих акумуляторів, як і конструкція всіх первинних джерел струму («батарейок») з літієвим анодом, відрізняється абсолютною герметичністю. Вимога абсолютної герметичності визначається як неприпустимістю витікання рідкого електроліту (негативно діє на апаратуру), так і недопустимість потрапляння в акумулятор кисню і парів води з навколишнього середовища. Кисень і пари води реагують з матеріалами електродів і електроліту і повністю виводять акумулятор з ладу.

Технологічні операції виробництва електродів і інших деталей, а також складання акумуляторів проводять в особливих сухих кімнатах або в герметичних боксах в атмосфері чистого аргону. При складанні акумуляторів застосовують складні сучасні технології зварювання, складні конструкції термовиводів і т. д.

Закладка активних мас електродів є компромісом між бажанням досягти максимуму розрядної ємності акумулятора і вимогою гарантувати безпеку його роботи, яка забезпечується при співвідношенні З- /+ => 1,1 для попередження утворення металевого літію (і тим самим можливості загоряння).

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: