Основные моменты

• Первичные литиевые батареи предназначены для одноразового использования и не подлежат перезарядке. Обычно их можно встретить в медицинских приборах, пультах дистанционного управления и детекторах дыма.
• Вторичные литиевые батареиАккумуляторы, или перезаряжаемые батареи, являются стандартом для таких устройств, как ноутбуки, смартфоны и электромобили (EV).
• Первичные батареи обычно хранятся на полке дольше, чем вторичные, что делает их хорошим выбором для предметов, которые используются нечасто.
• Несмотря на то, что поначалу вторичные батареи могут стоить дороже, со временем они сэкономят ваши деньги, потому что вы сможете использовать их снова и снова.
• Решая, какой тип купить, учитывайте предполагаемое применение, потребности в электроэнергии и влияние на окружающую среду.

Введение

В современном мире мы используем больше портативной электроники, чем когда-либо. Поэтому изучение различных видов батареек и их функций крайне важно. В этом блоге речь пойдет о первичных и вторичных батареях. Мы расскажем о том, как работают оба типа, об их преимуществах и недостатках, а также о том, где их чаще всего можно встретить. Это поможет вам сделать более разумный выбор при выборе батарей для вашего проекта.

Что такое первичные и вторичные литиевые батареи?

Основная литиевая батарея

Неперезаряжаемая батарея, предназначенная для одноразового использования. Он вырабатывает энергию в результате однократной химической реакции, которую невозможно обратить вспять. После разрядки ее выбрасывают или перерабатывают.

Пример (модель горячих продаж): ER14505 (Lithium Thionyl Chloride, LiSOCl₂) - популярный первичный аккумулятор размера AA с напряжением 3,6 В и емкостью 2600 мАч.

Вторичная литиевая батарея

Аккумуляторная батарея, которую можно многократно заряжать и разряжать. Для накопления и высвобождения энергии в нем используются обратимые химические реакции, как правило, литий-ионная технология.

Пример (модель горячих продаж): ICR18650 (Lithium Cobalt Oxide, LiCoO₂) - широко распространенный цилиндрический элемент питания 3,7 В, часто с емкостью 2200-3500 мАч.

Первичный и вторичный литиевый аккумулятор

Здесь представлена сравнительная таблица. В этой таблице указаны основные различия между первичными литиевыми батареями (например, ER14505) и вторичными литиевыми батареями (например, ICR18650). В ней сравниваются возможности перезарядки, напряжение, плотность энергии, срок службы, саморазряд и стоимость.

Плюсы и минусы первичной литиевой батареи

Плюсы:

• Чрезвычайно длительный срок хранения (10-20 лет).
• Высокая плотность энергии для компактности.
• Отличная работа при экстремальных температурах (от -55°C до 85°C).
• Минимальный саморазряд, идеально подходит для длительного хранения.

Cons:

• Неперезаряжаемые - после использования их необходимо заменить.
• Высокая первоначальная стоимость без возможности повторного использования.
• Ограниченно подходит для применения в системах с низким уровнем дренажа.

Плюсы и минусы перезаряжаемых литиевых батарей

Плюсы:

• Перезаряжаемые, экономичные в течение долгого времени.
• Универсальны для устройств с высокой нагрузкой и часто используемых устройств.
• Широкий диапазон емкостей и химикатов (например, ICR, INR).

Cons:

• Сокращение срока хранения из-за саморазряда.
• Требуется зарядное устройство и система управления аккумулятором (BMS).
• Деградирует с течением времени и требует замены.

Общее использование

Основная литиевая батарея (ER14505):

• Приложения: Коммунальные счетчики (вода/газ), дистанционные датчики, детекторы дыма, GPS-трекеры, медицинские имплантаты (например, кардиостимуляторы) и военное оборудование.
• Почему: Долговечность и надежность в сценариях с низким энергопотреблением и длительным сроком службы.

Вторичная литиевая батарея (ICR18650):

• Приложения: Смартфоны, ноутбуки, электромобили, электроинструменты, фонари, дроны, солнечные батареи.
• Почему: Возможность перезарядки подходит для частого использования и высоких потребностей в энергии.

Распространенные типы первичных литиевых батарей

Первичные литиевые батареи являются неперезаряжаемыми, обладают высокой плотностью энергии и длительным сроком хранения. К распространенным типам относятся:

• Тионилхлорид лития (LiSOCl₂): например, ER14505 - сверхдолгий срок службы, низкий расход.
• Диоксид марганца лития (LiMnO₂): например, CR2032 - компактные, монетные элементы питания.
• Дисульфид железа лития (LiFeS₂): например, AA - высокая мощность, потребительское использование

Распространенные типы перезаряжаемых литиевых батарей

Перезаряжаемые литиевые батареи, или вторичные литиевые батареи, обеспечивают питание современных устройств, обладая высокой энергией и универсальностью. Популярные типы включают оксид кобальта лития (ICR) для компактной электроники, никель-марганец-кобальт лития (INR) для сбалансированной работы EV, никель-кобальт алюминия лития (NCA) для высоких энергетических потребностей, железный фосфат лития (IFR) для безопасности и долговечности, оксид марганца лития (IMR) для электроинструментов и полимер лития (LIP) для гибких, легких конструкций.

Когда следует выбирать первичные литиевые батареи (например, ER14505):

• Долгосрочные потребности в низком энергопотреблении: Устройства, такие как дистанционные датчики или счетчики, которые работают годами без обслуживания.
• Суровые условия: Сильный холод или жара, при которых вторичные батареи могут выйти из строя.
• Отсутствие доступа к зарядке: Удаленные места или одноразовые устройства (например, аварийные маяки).
• Критическая надежность: Медицинские или защитные устройства, в которых замена батареи лучше, чем риск выхода из строя перезарядки.

Когда следует выбирать вторичные литиевые батареи (например, ICR18650):

• Частое использование: Гаджеты ежедневного использования, такие как телефоны или инструменты, которые нуждаются в регулярной подзарядке.
• Высокая выходная мощность: Такие приложения, как электромобили или беспилотники, требуют сильной и устойчивой энергии.
• Эффективность затрат с течением времени: Когда можно сотни раз перезаряжать батарейки вместо того, чтобы покупать новые.
• Доступна зарядка: Среды, где источники питания доступны для подзарядки.

Технологические инновации в литиевых батареях

Мир технологий литиевых батарей постоянно меняется. Исследователи и инженеры находят новые способы ее улучшения. Последние изменения направлены на то, чтобы батареи служили дольше, работали лучше, были безопаснее и стоили дешевле. Это помогает большему числу людей использовать литиевые батареи в различных областях.

Давайте рассмотрим новые интересные идеи и тенденции, определяющие будущее литиевых батарей.

Прорыв в области долговечности и эффективности аккумуляторов

Основная цель исследований в области литиевых батарей - сделать их более долговечными. Для этого необходимо решить проблему снижения емкости, когда батарея со временем теряет способность удерживать заряд. Исследователи экспериментируют с различными материалами, конструкциями электродов и комбинациями электролитов, чтобы замедлить этот процесс. Их цель - уменьшить потерю емкости и увеличить срок службы батареи.

Вот недавние достижения в области производства аккумуляторов.

Восполнение запасов лития

• Что: Добавление литиевых солей или соединений для восстановления потерянных ионов в стареющих батареях.
• Прорыв: Университет Фудань (Китай) разработал метод "переливания" батарей, позволяющий достичь 12 000 циклов, что эквивалентно 18 годам использования EV.
• Воздействие: В три раза увеличивает типичный срок службы (например, с 1 000 до 12 000 циклов), сокращая расходы на замену и отходы.

Твердотельные электролиты

• Что: Замена жидких электролитов на твердые материалы, такие как керамика или сульфиды.
• Прорыв: Quantumscape и Toyota сообщают о плотности энергии до 50% выше (350-500 Вт-ч/кг) и 80% заряда за 15 минут.
• Воздействие: Повышает эффективность за счет более быстрой зарядки и удваивает срок службы за счет снижения деградации в результате побочных реакций на основе жидкости.

Оптимизация кремниевого анода

• Что: Использование кремния вместо графита с наноструктурированием для предотвращения растрескивания.
• Прорыв: Батареи Sila Nano с кремниевым анодом обеспечивают на 20-40% больше емкости (например, 300 Вт-ч/кг) и сохраняют емкость 80% после 1 000 циклов.
• Воздействие: Повышает энергоэффективность для более дальних дистанций и увеличивает срок службы по сравнению с традиционными графитовыми анодами.

Оптимизированное с помощью искусственного интеллекта управление аккумулятором

• Что: Алгоритмы искусственного интеллекта точно настраивают схемы зарядки и отслеживают ухудшение состояния в режиме реального времени.
• Прорыв: Tesla и IBM интегрируют искусственный интеллект для прогнозирования отказов и оптимизации циклов, продлевая срок службы на 20-30% (например, 1200 циклов против 1000).
• Воздействие: Обеспечивает максимальную эффективность и долговечность без изменения химического состава батареи.

Усовершенствования на основе литий-железо-фосфата (LFP)

• Что: Добавление лития или улучшение структуры катода в батареях LFP.
• Прорыв: Модернизированные LFP-элементы CATL устраняют начальную потерю емкости, достигая 3 000-4 000 циклов при 160 Вт-ч/кг.
• Воздействие: Сочетает в себе долговечность и экономичность, идеально подходит для сетевых накопителей и доступных EV.

Заключение

В заключение следует отметить, что при выборе подходящего источника питания важно понимать разницу между первичными и вторичными литиевыми батареями. Первичные батареи долго хранятся на полке. Вы можете использовать их сразу же. Вторичные батареи, с другой стороны, можно перезаряжать. Они более экономичны в течение длительного периода времени. Чтобы сделать разумный выбор, учитывайте свои конкретные потребности, такие как энергоемкость и срок службы. Технологии постоянно улучшают характеристики аккумуляторов, что способствует их долговечности и эффективности. Следите за новыми тенденциями, чтобы найти лучшие аккумуляторы для своих устройств. Чтобы получить индивидуальную консультацию по выбору литиевой батареи, вы можете свяжитесь с нашими специалистами в отрасли для получения котировок.

Часто задаваемые вопросы

Что лучше - основная или дополнительная батарея?

Выбор между первичными и вторичными батареями зависит от ваших потребностей. Если вам нужна батарея для одноразового использования, обладающая высокой энергией и долго хранящаяся на полке, то лучше выбрать первичные батареи. Если же вам нравятся аккумуляторы, которые можно подзаряжать и которые помогают экономить деньги, то лучше выбрать вторичные аккумуляторы.

Что лучше, литиевая батарея NMC или LFP?

Аккумуляторы NMC обычно имеют более высокую плотность энергии. Это делает их подходящими для ситуаций, когда важно сохранить большое количество энергии. LFP-батареи, с другой стороны, служат дольше и являются более безопасными. Однако они обычно стоят немного дороже.

В чем главное преимущество вторичных батарей перед первичными?

Самое большое преимущество вторичных батарей заключается в том, что их можно заряжать снова. Эта ключевая особенность позволяет использовать их дольше, экономит деньги в долгосрочной перспективе и помогает окружающей среде, уменьшая количество отходов аккумуляторов.

Литиевые батареи - это то же самое, что и литий-ионные?

Литиевые батареи бывают двух основных типов: первичные и вторичные. Первичные батареи не подлежат перезарядке и обычно содержат литий-марганцевый диоксид. Они идеально подходят для устройств, которые не потребляют много энергии. Вторичные аккумуляторы, напротив, можно перезаряжать, и в них используется преимущественно литий-ионная технология. Они идеально подходят для устройств, которым требуется много энергии.

Каковы плюсы и минусы литиевых батарей?

Литиевые батареи обладают рядом преимуществ. Они легкие и обладают высокой плотностью энергии. Кроме того, у них медленная скорость разряда. Однако они могут быть довольно дорогими. Очень важно обращаться с ними и утилизировать их с осторожностью. Это важно из-за проблем с безопасностью, таких как перегрев или возгорание.