Li-ioni vs. NiCad
Share
Litium-ioni- (tai Li-ioni) paristot ovat kooltaan pienempiä, vaativat vähän huoltoa ja ovat ympäristöystävällisempiä kuin Nikkeli-kadmium- (kutsutaan myös nicad, NiCd tai Ni-Cd) paristot. Li-ion- ja NiCd-akut eroavat toisistaan kemiallisessa koostumuksessaan, ympäristövaikutuksissaan, sovelluksissaan ja kustannuksissaan.
Vertailutaulukko
| Li-ioni | nicad | |
|---|---|---|
| Erityinen voima | ~ 250 - ~ 340 W / kg | 1800mha |
| Muistitehoste | Älä kärsi muistivaikutuksista | Kärsivät muistivaikutuksesta |
Sisältö: Li-ion vs NiCad
- 1 Sähkökemia
- 2 Ympäristövaikutukset
- 3 Kustannukset
- 4 Käyttö ja suorituskyky
- 5 koot ja tyypit
- 6 sovellusta
- 7 Viitteet
Sähkökemia
Nikkeli-kadmium-akku käyttää kadmiumia anodissa (negatiivinen pääte), nikkeli-oksihydroksidi katodissa (positiivinen pääte) ja vesipitoinen kaliumhydroksidi elektrolyyttinä.
Litium-ioni-akku käyttää grafiittia anodina, litiumoksidia katodille ja litiumsuolaa elektrolyyttinä. Litiumionit siirtyvät negatiivisesta elektrodista positiiviseen elektrodiin purkautumisen aikana ja takaisin latauksen aikana. Litium-ioni-sähkökemialliset solut käyttävät elektrodimateriaalina interkalaatoitua litiumyhdistettä metallisen litiumin sijasta, toisin kuin kertakäyttöiset litium-pääakut.
Ympäristövaikutus
NiCad-akut sisältävät 6% (teollisuusakut) ja 18% (kuluttajaparistot) kadmiumia, joka on myrkyllinen raskasmetalli ja vaatii siksi erityistä varovaisuutta paristojen hävittämisen aikana. Liittohallitus luokittelee sen vaaralliseksi jätteeksi. Yhdysvalloissa osa akun hinnasta on maksu sen asianmukaisesta hävittämisestä käyttöiän lopussa.
Litium-ioni-akkujen komponentit ovat ympäristölle turvallisia, koska litium on vaarattomia jätteitä.
Kustannus
Litium-ioni-akun valmistus maksaa noin 40 prosenttia enemmän, koska ylimääräinen suojapiiri seuraa jännitettä ja virtaa.
Käyttö ja suorituskyky
Nikkeli-kadmium-paristojen suurin haitta on, että ne kärsivät "muistivaikutuksesta", jos ne purkautuvat ja ladataan samaan varaustilaan useita kertoja. Akku "muistaa" sen latausjakson pisteen, jossa lataus alkoi ja seuraavan käytön aikana jännite putoaa äkillisesti siihen pisteeseen, kuin akku olisi ollut tyhjä. Akun kapasiteetti ei kuitenkaan vähene olennaisesti. Jotkut elektroniikat on erityisesti suunniteltu kestämään tämä alennettu jännite riittävän kauan jännitteen palaamiseksi normaaliksi. Jotkin laitteet eivät kuitenkaan kykene toimimaan tämän alentuneen jännitteen aikana, ja akku näyttää "kuollut" normaalia aikaisemmin.
Samanlainen vaikutus, jota kutsutaan jännitteen laskuksi tai laiskaksi paristovaikutukseksi, syntyy toistuvasta ylilatauksesta. Tässä tapauksessa akku näyttää olevan täysin latautunut, mutta purkautuu nopeasti vain lyhyen käyttöjakson jälkeen. Hyvin käsiteltynä nikkeli-kadmium-akku voi kestää vähintään 1000 sykliä, ennen kuin sen kapasiteetti laskee alle puolet alkuperäisestä kapasiteetista.
Toinen ongelma on käänteinen lataus, joka tapahtuu käyttäjän virheestä tai, kun useiden kennojen akku on tyhjentynyt kokonaan. Käänteinen lataus voi lyhentää akun käyttöikää. Käänteisen varauksen sivutuote on vetykaasu, joka voi olla vaarallinen.
Kun dendriittejä ei käytetä säännöllisesti, niillä on taipumus kehittyä NiCad-akkuihin. Dendriitit ovat ohuita, johtavia kiteitä, jotka voivat tunkeutua erottimen kalvoon elektrodien välillä. Tämä johtaa sisäisiin oikosulkuihin ja ennenaikaisiin vioihin.
Litium-ioni-akut ovat huonosti huollettavia. Ne voidaan ladata ennen niiden täydellistä purkamista luomatta ”muistivaikutusta” ja ne toimivat laajemmalla lämpötila-alueella. Ni-Cd: hen verrattuna litium-ionin omavaraisuus on alle puolet, joten se soveltuu hyvin nykyaikaisiin polttoainemittarisovelluksiin. Ainoa haittapuoli on litium-ioni-akku, joka on herkkä ja vaatii suojapiirin turvallisen toiminnan ylläpitämiseksi. Suojapiiri on sisäänrakennettu jokaiseen pakkaukseen, joka rajoittaa kunkin kennon huippujännitettä latauksen aikana ja estää kennon jännitteen putoamisen liian matalaksi purkautuessa. Lämpötilojen estämiseksi myös solun lämpötilaa seurataan.
Koot ja tyypit
Ni-Cd-kennoja on saatavana AAA: sta D: ään, samat koot kuin alkaliparistoilla, samoin kuin useita monisoluisia kokoja. Yksisoluisten lisäksi niitä on saatavana jopa 300 solun pakkauksissa, joita käytetään yleisesti auto- ja raskaiden teollisuussovelluksissa. Kannettavissa sovelluksissa solujen lukumäärä on alle 18 solua. NiCd-paristoja on 2 tyyppiä: suljettuja ja ilmanvaihtoja.
Li-ion-akut ovat pienempiä, kevyempiä ja tarjoavat enemmän energiaa kuin nikkeli-kadmium-akut. Niitä on saatavana myös monenlaisissa muodoissa ja koossa neljässä muodossa:
- Pieni lieriömäinen (kiinteä runko ilman napoja, kuten kannettavien tietokoneiden akkuissa käytettävät)
- Suuri lieriömäinen (kiinteä runko, jossa suuret kierrenavat)
- Pussi (pehmeä, litteä runko, kuten matkapuhelimissa käytetty)
- Prisma (puolikova muovikotelo, jossa on suuret kierrenavat, käytetään usein ajoneuvojen vetopakkauksissa)
Pussisoluilla on suurin energiatiheys tapauksen puuttuessa. Se vaatii kuitenkin jonkin verran ulkoista eristämistä suojauksen estämiseksi, kun sen varaustila (SOC) on korkea.
Sovellukset
NiCad-akut voidaan koota akkuihin tai käyttää erikseen. Pieniä ja pieniä soluja voidaan käyttää taskulamppuissa, kannettavassa elektroniikassa, kameroissa ja leluissa. Ne voivat syöttää suuria ylijäämävirtoja, joiden sisäinen vastus on suhteellisen pieni, joten ne ovat edulliset valinnat kauko-ohjattaville sähkömallien lentokoneille, veneille, autoille, langattomille sähkötyökaluille ja kameran salamalaitteille. Suurempia tulvakennoja käytetään lentokoneiden käynnistysakkuihin, sähköajoneuvoihin ja valmiustilaan.
Litium-ioni-akut ovat ominaisuuksia, kuten korkeat energiatiheydet, ei muistivaikutusta ja hidas varauksen menetys, kun niitä ei käytetä. Niiden suosio kasvaa myös sotilas-, sähköajoneuvo- ja ilmailualan sovelluksissa.
Viitteet
- 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
