Punti salienti

• Nozioni di base sulla tensione: 3,6V-3,7V è la tensione media di scarica; una differenza di 0,1V è solo un'etichetta.
• Potente e versatile: Alta densità di energia e stabilità per telefoni, veicoli elettrici e droni.
• Esistono sette tipi: ICR, INR, IFR, ecc., ciascuno con punti di forza unici (ad esempio, ICR18650, IFR26650).
• Selezione facile: Scegliere NCA per l'energia, LIP per la forma, ER per la longevità: corrisponde alle proprie esigenze.
• 3,6V vs. 3,7V: Quasi identici; i dispositivi non si preoccupano dello scarto di 0,1V.
• Ampi utilizzi: Dagli indossabili al solare, alimentano la vita moderna.

Introduzione

Nel mondo di oggi, utilizziamo molti dispositivi elettronici portatili. Batterie al litio sono molto importanti per loro. La batteria agli ioni di litio da 3,6 V è una delle migliori. In questo articolo esploreremo i tipi di batterie al litio da 3,6 V, i loro vantaggi, le applicazioni e come scegliere la batteria al litio giusta per il vostro progetto.

Perché la tensione delle batterie agli ioni di litio è di circa 3,6-3,7 V?

1. Materiali degli elettrodi e differenza di potenziale

Le batterie al litio hanno una parte positiva (catodo) e una negativa (anodo). La tensione deriva dalla differenza tra le due. Materiali come l'ossido di cobalto di litio (parte positiva) creano circa 3,9-4,0 volt, mentre la grafite (parte negativa) produce circa 0,1-0,2 volt nelle batterie al litio. Questa differenza di tensione determina la tensione totale della cella, che di solito si aggira intorno ai 3,6-3,7 volt quando è completamente scarica.

2. Design pratico e sicuro

Le batterie agli ioni di litio trasportano gli ioni di litio tra il catodo e l'anodo attraverso un elettrolita.

L'intervallo di 3,7 volt è un punto di forza per gli anodi a base di grafite e i catodi a base di ossido di metallo di transizione, in grado di bilanciare densità energetica, stabilità e sicurezza. Tensioni più elevate possono fornire maggiore potenza ma possono compromettere la sicurezza, mentre tensioni più basse potrebbero non soddisfare i requisiti di potenza dell'elettronica moderna. La gamma da 3,6V a 3,7V raggiunge un equilibrio che rende le batterie agli ioni di litio versatili ed efficienti per diverse applicazioni.

In breve, I 3,6-3,7 volt derivano dalle proprietà intrinseche dei materiali utilizzati e dalla fisica del movimento degli ioni di litio nella batteria, ottimizzati per garantire prestazioni, sicurezza e longevità. Diverse chimiche (come il litio ferro fosfato, LiFePO₄, a ~3,2 volt) possono spostare questa tensione, ma 3,7 volt è la norma per molte celle agli ioni di litio comuni.

Caratteristiche e vantaggi principali della batteria al litio da 3,6 V

Batterie al litio da 3,6 V hanno diverse caratteristiche importanti. Hanno un'elevata densità di energia, una lunga durata e una forte stabilità di tensione. Queste batterie sono facili da mantenere e funzionano bene per lungo tempo, il che le rende perfette per molte applicazioni industriali. Il loro design piccolo e leggero si adatta alle esigenze dei dispositivi moderni. Forniscono energia costante a computer portatili, torce elettriche e altri dispositivi elettronici con una tensione nominale di 3,6V.

• Tensione nominale:

  • In genere 3,6-3,7 volt, sono determinati dalla differenza di potenziale elettrochimico tra il catodo (ad esempio, ossido di litio e cobalto) e l'anodo (ad esempio, grafite).

• Alta densità energetica:

  • Immagazzina una quantità significativa di energia per unità di peso o volume (in genere 150-250 Wh/kg), superando di gran lunga le vecchie tecnologie come le batterie NiMH o al piombo.

• Ricaricabile:

  • Basati sulla chimica di intercalazione degli ioni di litio, consentono centinaia o migliaia di cicli di carica-scarica (spesso 500-2000 cicli a seconda dell'uso e della qualità).

• Basso tasso di autoscarica:

  • Perde solo circa 1,5-2% della sua carica mensile quando è inattiva, rispetto ai 20-30% delle batterie NiMH.

• Leggero:

  • Il basso peso atomico del litio e il design efficiente della batteria la rendono molto più leggera rispetto alle alternative con capacità simile.

• Ampio intervallo di temperatura operativa:

  • Funziona efficacemente tra -20°C e 60°C, anche se le prestazioni ottimali sono tipicamente a temperatura ambiente (20-25°C).

• Nessun effetto memoria:

  • A differenza delle vecchie batterie al nichel, le celle agli ioni di litio non perdono capacità se si scaricano parzialmente prima di essere ricaricate.

• Capacità variabile:

  • Disponibili in varie capacità (ad esempio, da 1000 mAh a 5000 mAh o più), a seconda delle dimensioni e del design (ad esempio, celle 18650, celle a sacchetto).

Panoramica delle applicazioni più comuni.

Le batterie al litio da 3,6 V sono presenti in molti dispositivi. Sono presenti nell'elettronica di consumo, nei dispositivi medici e negli utensili elettrici. Le batterie ricaricabili sono spesso utilizzate nei computer portatili, nelle torce elettriche e nelle fotocamere digitali. Sono popolari perché hanno un'alta densità di energia e durano a lungo. Queste batterie funzionano bene anche per i dispositivi wireless, i telecomandi e i giocattoli elettrici. Nell'industria, supportano compiti essenziali come i sistemi di automazione e l'alimentazione di riserva. Questo dimostra che sono preziose e affidabili.

Perché le batterie al litio da 3,6 V sono ideali per queste applicazioni

• Alta tensione: Una singola cella da 3,6 V fornisce una potenza maggiore rispetto alle alternative a basso voltaggio (ad esempio, NiMH da 1,2 V), riducendo la necessità di più celle.
• Densità di energia: Consente di realizzare progetti compatti senza sacrificare il tempo di funzionamento.
• Ricaricabile: Supporta l'uso ripetuto ed è fondamentale per le applicazioni portatili e sensibili ai costi.
• Versatilità: È disponibile in varie dimensioni (ad esempio, 18650 cilindrica, 18500, 21700, 26650, ecc.) per adattarsi alle diverse esigenze.

Dai minuscoli indossabili agli enormi pacchi di veicoli elettrici, l'equilibrio tra potenza, efficienza e adattabilità della batteria agli ioni di litio da 3,6 V la rende una pietra miliare della tecnologia moderna.

Tipi di batterie al litio da 3,6V

La categoria delle batterie al litio da 3,6 V comprende sette tipi, che si distinguono per le loro specifiche chimiche, fattori di forma e caratteristiche di prestazione. Ogni tipo di batteria al litio ha i suoi pro e i suoi contro e si presta a scopi diversi. Conoscere queste differenze può aiutarvi a scegliere la batteria giusta per il vostro dispositivo.

Di seguito una panoramica dei sette tipi di batterie al litio da 3,6 V:

1. Batteria LiCoO₂ o LCO - Abbreviazione: ICR

• Tensione nominale: 3.6-3.7V
• Modelli venduti a caldo: ICR18650
• Caratteristiche:

  • Alta densità energetica (~150-200 Wh/kg).
  • Compatto e leggero.
  • Durata moderata (500-1000 cicli).

• Usi comuni:

  • Smartphone, computer portatili e altri dispositivi elettronici di consumo

• Pro:

  • Eccellente accumulo di energia per piccoli dispositivi.

• Contro:

  • Stabilità termica limitata; soggetto a surriscaldamento in caso di sovraccarico.
  • Il cobalto è costoso ed eticamente controverso.

2. Batteria LiMn₂O₄ o LMO - Abbreviazione: IMR

• Tensione nominale: 3.6-3.7V
• Modelli venduti a caldo: IMR18650, IMR26650
• Caratteristiche:

  • Buona potenza e stabilità termica.
  • La densità energetica (~100-150 Wh/kg) è inferiore a quella del LCO.
  • Durata di ciclo decente (300-700 cicli).

• Usi comuni:

  • Utensili elettrici, dispositivi medici e alcuni veicoli elettrici.

• Pro

  • Costo inferiore rispetto alle batterie al cobalto.
  • Più sicuro dell'ICR grazie alla migliore stabilità termica.

• Contro

  • Capacità ridotta e durata di vita più breve rispetto ad altri prodotti chimici.

3. Batteria LiNiMnCoO₂ o NMC - Abbreviazione: INR

• Tensione nominale: 3.6-3.7V
• Modelli venduti a caldo: INR18650, INR21700
• Caratteristiche:

  • Densità energetica equilibrata (~150-220 Wh/kg).
  • Elevata capacità di potenza e lunga durata (1000-2000 cicli).

• Usi comuni:

  • Veicoli elettrici, biciclette elettriche, computer portatili e sistemi di accumulo di energia.

• Pro

  • Prestazioni versatili con buona sicurezza e longevità.

• Contro

  • Più complessa e costosa da produrre rispetto alle chimiche monometalliche.

4. Batteria LiNiCoAlO₂ o NCA - Abbreviazione: INR (in alcuni casi condivisa con NMC)

• Tensione nominale: 3.6-3.7V
• Modelli venduti a caldo: INR18650, INR21700 (spesso con marchio specifico di produttori come Tesla)
• Caratteristiche

  • Densità energetica molto elevata (~200-260 Wh/kg).
  • Eccellente potenza specifica per le applicazioni più esigenti.
  • Durata del ciclo (~1000-1500 cicli).

• Usi comuni

  • Veicoli elettrici (ad esempio, modelli Tesla), droni ad alte prestazioni e utensili elettrici.

• Pro

  • Massimizza l'accumulo di energia e la produzione di energia.

• Contro

  • Meno stabile termicamente rispetto a INR (NMC) o IMR; richiede una gestione attenta.
  • Costo più elevato a causa del contenuto di nichel e cobalto.

5. Batteria al litio ferro fosfato (LiFePO₄ o LFP) - Abbreviazione: IFR

• Tensione nominale: ~3,2V (leggermente inferiore a 3,6V, ma spesso raggruppata con le batterie da 3,6V)
• Modelli venduti a caldo: IFR18650, IFR26650
• Caratteristiche

  • Densità energetica inferiore (~90-160 Wh/kg).
  • Eccezionale durata (2000-5000 cicli).
  • Stabilità termica e chimica superiore.
  • Accumulo solare, biciclette elettriche, energia di riserva e alcuni veicoli elettrici.

• Pro

  • Estremamente sicuro e di lunga durata.
  • Economicamente vantaggioso nel tempo grazie alla sua durata.
  • La tensione inferiore (3,2 V) e la densità energetica ne limitano l'uso in dispositivi compatti e ad alta energia.

6. Batteria ai polimeri di litio (LiPo) - Abbreviazione: LIP

• Tensione nominale: 3.6-3.7V
• Modelli venduti a caldo: LIP503759 (5 mm x 37 mm x 59 mm, formato astuccio; le dimensioni variano notevolmente)
• Caratteristiche:

  • Alta densità di energia (~150-250 Wh/kg, simile all'ICR).
  • Design flessibile e leggero della sacca con un elettrolita solido o gel polimerico anziché liquido.
  • Buona durata (300-1000 cicli, a seconda dell'uso).

• Usi comuni

  • Droni, veicoli RC, smartphone, dispositivi indossabili e computer portatili sottili.

• Pro:

  • Forme e dimensioni personalizzabili per dispositivi compatti o irregolari.
  • Leggero, senza involucro rigido, massimizza il rapporto energia-peso.

• Contro:

  • Meno durevoli delle celle cilindriche; tendono a gonfiarsi o a danneggiarsi se maneggiate in modo scorretto.
  • Richiede una ricarica accurata per evitare sovratensioni o rischi di perforazione.

7. Batteria al cloruro di litio e tionile (LiSOCl₂) - Abbreviazione: ER

• Tensione nominale: 3.6V
• Modelli venduti a caldo: ER14505 (formato AA), ER34615 (formato D)
•  Caratteristiche

  • Densità energetica molto elevata (~500-700 Wh/kg).
  • Non ricaricabile (batteria primaria) con un tasso di autoscarica estremamente basso (<1% all'anno).
  • Lunga durata di conservazione (10-20 anni) e ampio intervallo di temperatura (da -55°C a 85°C).

• Usi comuni:

  • Contatori, sensori remoti, apparecchiature militari e impianti medici (ad esempio, pacemaker).

• Pro

  • Eccezionale longevità e affidabilità per applicazioni a bassa potenza e di lunga durata.
  • Si comporta bene in ambienti estremi.

• Contro:

  • Non è ricaricabile, il che lo limita a scenari monouso.
  • Costo iniziale elevato e non adatto a dispositivi ad alto consumo.

Scegliere il giusto tipo di batteria al litio

La scelta della batteria al litio perfetta da 3,6V-3,7V tra le sette opzioni disponibili (ICR, IMR, INR, NCA, IFR, LIP e ER) può sembrare un po' opprimente, ma non preoccupatevi! Sono qui per spiegarvi come funziona.

Prendendo in considerazione l'applicazione specifica, i requisiti di prestazione, la sicurezza, il costo e la durata, vi fornirò suggerimenti su misura per aiutarvi a scegliere con sicurezza la batteria migliore per le vostre esigenze.

Passo 1: Definire l'applicazione e i requisiti

Considerate le seguenti domande:

• È ricaricabile o monouso? La maggior parte sono ricaricabili (ICR, IMR, INR, NCA, IFR, LIP), ma l'ER non è ricaricabile.
• Qual è la richiesta di energia? Alto consumo (ad esempio, utensili elettrici) e basso consumo (ad esempio, sensori).
• Quanto spazio avete a disposizione? I dispositivi compatti necessitano di un astuccio (LIP) o di piccole celle cilindriche (ad esempio, 18650).
• Qual è l'ambiente? Temperature estreme o usi critici per la sicurezza restringono le opzioni.
• Quanto dovrebbe durare? È importante la durata del ciclo (ricaricabile) o la durata di conservazione (non ricaricabile).

Fase 2: valutare i fattori chiave

Ecco come ogni tipo di batteria si adatta a esigenze specifiche:

1. Densità energetica (capacità per dimensione/peso)

• Le scelte migliori

  • NCA (INR): ~200-260 Wh/kg - Ideale per veicoli elettrici e droni che necessitano della massima energia in uno spazio minimo.
  • LIP: ~150-250 Wh/kg - Ottimo per dispositivi sottili e leggeri come telefoni o dispositivi indossabili.
  • ICR: ~150-200 Wh/kg - Ottimo per i dispositivi elettronici compatti come i computer portatili.

• Densità energetica inferiore

  • IFR: ~90-160 Wh/kg - Meno energia ma più sicura e duratura.
  • IMR: ~100-150 Wh/kg - Privilegia la potenza rispetto alla capacità.

2. Potenza in uscita (alto scarico vs. basso scarico)

Esigenze di alto drenaggio (ad esempio, utensili elettrici, vaping, droni):

• IMR: Eccellente erogazione di potenza e stabilità termica.
• INR (NMC o NCA): Elevata potenza con una discreta densità di energia.
• LIP: Elevate velocità di scarica per veicoli RC o droni.

Esigenze di basso livello di drenaggio (ad esempio, sensori, contatori):

• ER: Perfetto per una potenza ultrabassa per decenni.
• IFR: Stabile per carichi costanti e moderati.

3. Durata del ciclo (durata della ricarica)

La vita più lunga:

• IFR: 2000-5000 cicli - Ideale per l'accumulo solare o le biciclette elettriche.
• INR (NMC): 1000-2000 cicli - Affidabile per EV e laptop.
• NCA: 1000-1500 cicli - Ottimo per applicazioni ad alta energia.

Vita moderata:

• ICR: 500-1000 cicli - Sufficiente per l'elettronica di consumo.
• LIP: 300-1000 cicli - Varia con la cura e l'uso.
• IMR: 300-700 cicli - Più brevi a causa della concentrazione di potenza.

Non ricaricabile:

• ER: monouso, ma dura 10-20 anni sugli scaffali.

4. Sicurezza e stabilità termica

• Opzioni più sicure:

  • IFR: Eccezionale stabilità, basso rischio di incendio - Ideale per usi critici per la sicurezza (ad esempio, veicoli elettrici, backup).
  • IMR: Buona stabilità termica per compiti ad alto consumo.
  • INR (NMC): Sicurezza bilanciata per un uso versatile.

• Meno sicuro (necessità di gestione)

  • ICR: Tendenza a surriscaldarsi se maneggiato in modo improprio.
  • NCA: Alta energia ma meno stabile di NMC o IFR.
  • LIP: Rischio di rigonfiamento o incendio in caso di foratura o sovraccarico.

• Stabile per una potenza inferiore: 

  • ER: Molto sicuro per un utilizzo a lungo termine e a basso consumo.

5. Fattore di forma e dimensioni

• Compatto/flessibile

  • LIP: Il formato del sacchetto si adatta a forme irregolari (ad esempio, dispositivi indossabili, droni).

• Cilindrico standardizzato

  • ICR, IMR, INR, NCA, IFR: 18650, 21700, 26650 per un facile montaggio nelle confezioni (ad es. EV, torce elettriche). 

• Piccolo o specifico 

  • ER: AA (ER14505) o D (ER34615) per contatori o sensori.

6. Intervallo di temperatura

• Condizioni estreme

  • ERDa -55°C a 85°C - Ideale per ambienti difficili (ad es. militari, sensori remoti).
  • IFRDa -20°C a 60°C - Affidabile in climi freddi o caldi.

• Gamma standard

  • ICR, IMR, INR, NCA, LIPDa -20°C a 60°C, ma ottimale a 20-25°C; le prestazioni diminuiscono agli estremi.

Ecco una tabella riassuntiva che potete consultare rapidamente:

Qual è la differenza tra le batterie al litio da 3,6V e 3,7V?

Quando si esaminano le batterie al litio, si può notare che alcune sono etichettate come 3,6V mentre altre sono contrassegnate come 3,7V. Questa piccola differenza di 0,1 V suscita spesso curiosità, ma in realtà non si tratta di una distinzione significativa.

Si tratta per lo più di una preferenza di etichettatura

La differenza tra batterie al litio da 3,6V e 3,7V è principalmente una questione di convenzioni tra i produttori piuttosto che una variazione importante nelle prestazioni o nella chimica. Entrambe si riferiscono alla tensione nominale-la tensione media che una batteria fornisce durante il suo ciclo di scarica. Una batteria agli ioni di litio inizia a circa 4,2 V quando è completamente carica e scende a 2,5-3,0 V quando è quasi scarica. Il valore di 3,6V o 3,7V è semplicemente il punto medio di questa gamma e i produttori scelgono l'uno o l'altro in base ai loro standard di test o alle loro abitudini di marketing. Ad esempio:

• 3.6V: Spesso utilizzato negli standard più vecchi o da alcuni marchi per coerenza.
• 3.7V: Più comune nelle moderne batterie consumer, come le celle ICR18650, in quanto riflette leggermente meglio la tensione media di scarica.

Nessun impatto reale sulle prestazioni

Questo scarto di 0,1 V - circa 2,7% della tensione nominale - è trascurabile nella pratica. Indipendentemente dal fatto che una batteria sia etichettata come 3,6V o 3,7V, le sue caratteristiche principali, come la capacità (mAh), la potenza erogata e la durata di vita, dipendono molto di più dalla sua chimica (ad esempio, ICR, INR, LIP) e dalla sua struttura che non da questa piccola differenza di tensione. Ad esempio, una batteria ICR da 3,7 V e una batteria ICR da 3,6 V delle stesse dimensioni e qualità avranno prestazioni praticamente identiche.

Il dispositivo se ne accorgerà?

La maggior parte dei dispositivi non si preoccupa della differenza di 0,1V. I dispositivi elettronici sono progettati per gestire una gamma di tensioni (in genere da 3,0V a 4,2V) grazie a regolatori o sistemi di gestione della batteria (BMS) integrati. Il dispositivo si regolerà senza problemi sia che si utilizzi una batteria al litio da 3,6 V o da 3,7 V. Questa piccola variazione può essere importante solo in casi rari, come per le apparecchiature di precisione senza regolazione della tensione, ma si tratta di scenari poco frequenti.

Conclusione

In conclusione, la conoscenza delle batterie al litio da 3,6 V è fondamentale. Questa conoscenza aiuta a scegliere la migliore fonte di energia. Se vi piace l'efficienza degli ioni di litio, la flessibilità dei polimeri di litio o la sicurezza del fosfato di ferro di litio, la scelta del tipo e del modello giusto di batteria è fondamentale. Confrontate le loro prestazioni con quelle di altre batterie per prendere una decisione saggia. Inoltre, per un uso responsabile, è bene tenere conto di questioni comuni come lo smaltimento e la durata di vita. Se avete bisogno di assistenza per le batterie al litio, consultate Pkcell per ottenere prezzi e campioni adatti alle vostre esigenze aziendali.

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Domande frequenti

Come si smaltiscono correttamente le batterie al litio da 3,6 V?

Le batterie al litio, come quelle da 3,6 V, non devono essere gettate nella spazzatura normale. È necessario rivolgersi al centro di riciclaggio locale o trovare programmi di riciclaggio delle batterie per eliminarle correttamente. Questa pratica è positiva per la sostenibilità e aiuta a proteggere l'ambiente.

Qual è la durata media di una batteria al litio da 3,6 V?

Il durata della vita di batterie ricaricabiliCome le batterie al litio da 3,6 V, la durata è misurata principalmente in cicli di carica. Di solito si aggira tra i 300 e i 1000 cicli, ma può variare a seconda delle modalità di utilizzo e di ricarica. Il densità energetica è importante. Un valore più alto mAh di solito significa che la batteria dura di più.

Esistono opzioni ricaricabili per le batterie al litio da 3,6 V?

Sì, molte batterie al litio da 3,6 V, soprattutto quelle agli ioni di litio, possono essere ricaricate. Marchi come Tenergy producono ottime batterie ricaricabili da 3,6V. Questo è importante per la sostenibilità e aiuta a ridurre i rifiuti.

Posso sostituire le batterie Li-Ion da 3,6v con altre da 3,7v?

Nella maggior parte delle situazioni, sì. Una piccola differenza di tensione è generalmente accettabile per i dispositivi che utilizzano batterie agli ioni di litio da 3,6V. Tuttavia, è bene verificare prima se il dispositivo è compatibile. Questo può aiutarvi a evitare problemi in seguito.

Il posto migliore per trovare nuove batterie AA da 3,6v?

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Come misurare lo stato di carica di una batteria al litio da 3,6 V?

Il modo più semplice per conoscere il Stato di carica di un'unità a 3,6 V batteria al litio da Xeno è quello di utilizzare un multimetro per controllare la sua tensione. È necessario consultare la scheda tecnica della batteria per trovare i livelli di tensione per le varie quantità di carica.