Baterai adalah elektronik terpenting dalam perangkat keras Anda, tetapi bagaimana cara memastikan bahwa Anda memilih baterai lithium ion yang disesuaikan untuk perangkat keras Anda?
Artikel ini mencakup dua bagian untuk mendemonstrasikan pertanyaan. Bagian 1 membahas pertimbangan penting saat memilih baterai yang tepat untuk aplikasi konsumen. Ini termasuk pengisian ulang, kepadatan energi, kepadatan daya, umur simpan, keamanan, faktor bentuk, biaya dan fleksibilitas. Bagian 2 akan melihat bagaimana kimia mempengaruhi metrik baterai yang penting, dan karena itu pemilihan baterai untuk aplikasi Anda. Pada bagian 3 kita akan melihat kimia baterai sekunder yang umum.
BEBERAPA PERTIMBANGAN PENTING DALAM PEMILIHAN BATERAI ADALAH:
1. Primer vs. Sekunder - Salah satu pilihan pertama dalam pemilihan baterai adalah memutuskan apakah aplikasi tersebut memerlukan baterai primer (sekali pakai) atau sekunder (dapat diisi ulang). Sebagian besar, ini adalah keputusan yang mudah bagi desainer. Aplikasi dengan penggunaan yang sesekali terputus-putus (seperti alarm asap, mainan atau senter), dan aplikasi sekali pakai di mana pengisian menjadi tidak praktis menjamin penggunaan baterai utama. Alat bantu dengar, jam tangan (jam tangan pintar menjadi pengecualian), kartu ucapan dan alat pacu jantung adalah contoh yang baik. Jika baterai akan digunakan terus menerus dan untuk waktu yang lama, seperti di laptop, ponsel, atau jam tangan pintar, baterai yang dapat diisi ulang lebih cocok.
Baterai primer memiliki tingkat self-discharge yang jauh lebih rendah - fitur yang menarik saat pengisian tidak memungkinkan atau praktis sebelum digunakan pertama kali. Baterai sekunder cenderung kehilangan energi pada tingkat yang lebih tinggi. Ini kurang penting di sebagian besar aplikasi karena kemampuan mengisi ulang.
2. Energi vs. Daya - Waktu kerja baterai ditentukan oleh kapasitas baterai yang dinyatakan dalam mAh atau Ah dan merupakan arus pengosongan yang dapat disediakan baterai dari waktu ke waktu.
Saat membandingkan baterai dengan bahan kimia yang berbeda, ada gunanya untuk melihat kandungan energinya. Untuk mendapatkan kandungan energi baterai, kalikan kapasitas baterai dalam Ah dengan voltase untuk mendapatkan energi dalam Wh. Misalnya, baterai nikel-logam hidrida dengan 1,2 V, dan baterai lithium-ion dengan 3,2 V mungkin memiliki kapasitas yang sama, tetapi tegangan yang lebih tinggi dari ion litium akan meningkatkan energinya.
Tegangan rangkaian terbuka biasanya digunakan dalam perhitungan energi (yaitu tegangan baterai saat tidak dihubungkan ke beban). Namun, baik kapasitas maupun energi keduanya sangat bergantung pada laju pembuangan. Kapasitas teoretis hanya ditentukan oleh bahan elektroda aktif (kimia) dan massa aktif. Namun, baterai praktis hanya mencapai sebagian kecil dari angka teoritis karena adanya bahan tidak aktif dan keterbatasan kinetik, yang mencegah penggunaan penuh bahan aktif dan penumpukan produk pelepasan pada elektroda.
Produsen baterai sering menentukan kapasitas pada laju pelepasan, suhu, dan tegangan cut-off tertentu. Kapasitas yang ditentukan akan bergantung pada ketiga faktor tersebut. Saat membandingkan peringkat kapasitas pabrikan, pastikan Anda melihat laju pembuangan secara khusus. Baterai yang tampaknya memiliki kapasitas tinggi pada lembar spesifikasi sebenarnya dapat berkinerja buruk jika pengurasan arus untuk aplikasi lebih tinggi. Misalnya, baterai dengan daya 2 Ah untuk pengosongan 20 jam tidak dapat menghasilkan 2 A selama 1 jam, tetapi hanya akan menyediakan sebagian kecil dari kapasitas.
Baterai dengan daya tinggi memberikan kemampuan pengosongan yang cepat dengan laju pengurasan yang tinggi seperti pada peralatan listrik, atau aplikasi baterai starter mobil. Biasanya, baterai berdaya tinggi memiliki kepadatan energi yang rendah.
Sebuah analogi yang baik untuk tenaga versus energi adalah memikirkan ember dengan cerat. Ember yang lebih besar dapat menampung lebih banyak air dan mirip dengan baterai dengan energi tinggi. Ukuran bukaan atau semburan dari mana air meninggalkan ember sama dengan daya - semakin tinggi daya, semakin tinggi laju pembuangan. Untuk meningkatkan energi, Anda biasanya akan meningkatkan ukuran baterai (untuk bahan kimia tertentu), tetapi untuk meningkatkan daya Anda mengurangi hambatan internal. Konstruksi sel memainkan peran besar dalam mendapatkan baterai dengan kepadatan daya tinggi.
Anda harus dapat membandingkan kepadatan energi teoritis dan praktis untuk kimia yang berbeda dari buku teks baterai. Namun, karena kepadatan daya sangat bergantung pada konstruksi baterai, Anda jarang menemukan nilai-nilai ini terdaftar.
3. Tegangan - Tegangan pengoperasian baterai adalah pertimbangan penting lainnya dan ditentukan oleh bahan elektroda yang digunakan. Klasifikasi baterai yang berguna di sini adalah dengan mempertimbangkan baterai berbasis air atau air versus kimia berbasis litium. Asam timbal, karbon seng dan logam nikel hidrida semuanya menggunakan elektrolit berbasis air dan memiliki voltase nominal mulai dari 1,2 hingga 2 V.Baterai berbasis litium, di sisi lain, menggunakan elektrolit organik dan memiliki voltase nominal 3,2 hingga 4 V (baik primer maupun sekunder).
Banyak komponen elektronik yang beroperasi pada tegangan minimum 3 V. Tegangan operasi yang lebih tinggi dari kimia berbasis litium memungkinkan penggunaan satu sel daripada dua atau tiga sel berbasis air secara seri untuk membuat tegangan yang diinginkan.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa beberapa bahan kimia baterai seperti Zinc MnO2 memiliki kurva pengosongan yang miring, sementara yang lain memiliki profil datar. Ini mempengaruhi tegangan cutoff (Gbr 3).
Gambar 3: Plot Tegangan Berdasarkan Kimia Baterai
VTC Power plot tegangan baterai kimia
4. Kisaran suhu - Sifat kimia baterai menentukan kisaran suhu aplikasi. Misalnya, sel karbon-seng berbasis elektrolit tidak dapat digunakan di bawah 0 ° C. Sel alkali juga menunjukkan penurunan kapasitas yang tajam pada suhu ini, meskipun lebih kecil dari Seng-karbon. Baterai primer litium dengan elektrolit organik dapat dioperasikan hingga -40 ° C tetapi dengan penurunan kinerja yang signifikan.
Dalam aplikasi yang dapat diisi ulang, baterai lithium ion dapat diisi pada kecepatan maksimum hanya dalam jendela sempit sekitar 20 ° hingga 45 ° C. Di luar kisaran suhu ini, arus / voltase yang lebih rendah perlu digunakan, sehingga waktu pengisian lebih lama. Pada suhu di bawah 5 ° atau 10 ° C, pengisian daya mungkin diperlukan untuk mencegah masalah pelapisan dendritik lithium yang ditakuti, yang meningkatkan risiko pelarian termal (kita semua pernah mendengar tentang baterai berbasis Lithium yang meledak yang dapat terjadi sebagai akibatnya pengisian berlebih, pengisian suhu rendah atau tinggi, atau korsleting dari kontaminan).
PERTIMBANGAN LAIN TERMASUK:
5. Umur simpan â € “Ini mengacu pada berapa lama baterai akan disimpan di gudang atau di rak sebelum digunakan. Baterai primer memiliki umur simpan yang lebih lama daripada baterai sekunder. Namun, umur simpan umumnya lebih penting untuk baterai primer karena baterai sekunder memiliki kemampuan untuk diisi ulang. Pengecualian adalah saat pengisian ulang tidak praktis.
6. Kimia - Banyak properti yang tercantum di atas ditentukan oleh kimia sel. Kami akan membahas kimia baterai yang umumnya tersedia di bagian selanjutnya dari seri blog ini.
7. Ukuran dan bentuk fisik - Baterai biasanya tersedia dalam format ukuran berikut: sel tombol / koin, sel silinder, sel prismatik, dan sel kantong (kebanyakan dalam format standar).
8. Biaya - Ada kalanya Anda mungkin perlu melewatkan baterai dengan karakteristik kinerja yang lebih baik karena aplikasinya sangat sensitif biaya. Ini terutama berlaku untuk aplikasi sekali pakai volume tinggi.
9. Transportasi, peraturan pembuangan â € “Pengangkutan baterai berbasis lithium diatur. Pembuangan bahan kimia baterai tertentu juga diatur. Ini mungkin menjadi pertimbangan untuk aplikasi volume tinggi.
10. Keamanan baterai lithium Produsen. Beberapa produsen bahkan tidak melakukan uji keamanan dan keandalan di pihak mereka sendiri sebelum produksi massal. Hal ini menimbulkan bahaya besar dalam aplikasi akhir.
Ada banyak pertimbangan saat memilih baterai. Beberapa di antaranya terkait dengan kimia, sementara yang lain terkait dengan desain baterai, konstruksi, dan kemampuan pabrikan.Pilih produsen baterai lithium ion paling berpengalaman adalah yang terpenting.VTC Power Co., Ltd mengkhususkan diri dalam pembuatan baterai lithium ion selama 20 tahun dan berikan proposal terbaik untuk Andaï¼
VTC Power Co., Ltd
Telp: 0086-0755-33065435
Faks: 0086-0755-05267647
Tambahkan: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Kota Huizhou, Cina
E-mail：info@vtcpower.com
situs web：http: //www.vtcpower.com
Kata kunci: # baterai lithium ion yang disesuaikan # Baterai Primer vs Sekunder # Paket baterai ion litium # Ukuran dan bentuk fisik # Pembuatan baterai lithium ion # sel silinder # sel prismatik # umur simpan # Pengangkutan baterai berbasis lithium # Keamanan baterai lithium # VTC Power Co ., Ltd
