Литиево ионный: Аккумуляторы – Преимущества литий‑ионного аккумулятора – Apple (RU)

До массового производства литиево-ионных батарей Enevate с кремниевыми анодами осталось пять лет

Быстро только сказка сказывается. Шесть лет назад стало известно об американской компании Enevate, которая разрабатывала литиево-ионные батареи с кремниевыми анодами. Новая технология обещала повышенную плотность хранения энергии и быструю зарядку. С тех пор продолжается совершенствование технологии и берега уже видны. До практического внедрения новых аккумуляторов осталось не больше 5 лет.

Как сообщает сайт IEEE Spectrum со ссылкой на Enevate, аккумуляторной технологией компании заинтересовались крупные производители автомобильной промышленности, в частности компании Renault, Nissan и Mitsubishi, а также производители аккумуляторов LG Chem и Samsung. Все они выступают инвесторами Enevate. Разработка технологии началась около 10 лет назад. Если в автомобилях она появится, как обещают, в 2024–2025 годах, то путь от проекта к его воплощению составит 15 лет.

Кстати, в консультационный совет компании Enevate входит один из трёх нобелевских лауреатов 2019 года по химии ― Джон Гуденаф (John Goodenough), который получил престижную награду за достижения в области разработки литиево-ионных аккумуляторов.

В разработке аккумуляторной технологии Enevate он участвовал задолго до того, как получил эту награду, так что в Enevate он не играет роль «свадебного генерала», а занимается делом. И, чего греха таить, после присуждения премии в глазах инвесторов придаёт компании намного больше веса.

Идея Enevate заключается в том, чтобы создать анод преимущественно из кремния. Кремний может накапливать ионы до рекордной плотности хранения энергии и делать это намного быстрее, чем аноды из других материалов (вероятно, за исключением более дорогого графена). Литиево-ионная батарея Enevate до 75 % своей ёмкости заряжается за 5 минут. Также она обладает на 30 % большим запасом энергии, чем современные литиево-ионные аккумуляторы. В компании этот параметр заявляют на уровне 350 Вт·ч/кг. Теоретически электромобиль на аккумуляторах Enevate смог бы проехать 400 км после 5-минутной зарядки аккумулятора.

Секрет батареи Enevate заключается в особом строении анода. Слой кремния в составе анода имеет толщину от 10 до 60 мкм и он необычайно пористый. Это повышает как мобильность ионов в аноде, так и рост плотности хранения энергии. Также пористая структура останавливает разрушительные процессы в кремнии, которые происходят в процессе заряда и разряда аккумуляторов.

Край пористого кремниевого анода Enevate с медной фольгой посередине

Кроме этого кремниевый слой анода защищён с двух сторон слоем графита. Графит предотвращает разрушительный контакт кремния с электролитом. Главным недостатком аккумуляторов Enevate было быстрое разрушение кремниевого слоя анода. Так, после первого цикла заряда и разряда аккумулятор терял 7 % ёмкости. Пористая структура кремниевого слоя анода призвана побороть этот недостаток, но насколько компания улучшила количество циклов заряда и разряда, не уточняется. Будем надеяться, что компании хватит обещанных четырёх или пяти лет, чтобы довести технологию до коммерческого производства.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Японские учёные разработали полностью новый электролит для литиево-ионных аккумуляторов

Учёные из Токийского университета уверены, что они совершили прорыв в сфере аккумулирования энергии с помощью литийсодержащих батарей. По их словам, никто с начала 90-х годов не создавал совершенно нового электролита, который мог бы значительно улучшить свойства литиево-ионных аккумуляторов. А они смогли это сделать.

В литиево-ионных аккумуляторах наука и промышленность десятилетиями использовала фактически тот же самый электролит на основе этиленкарбоната (EC). В неисчислимых экспериментах исследователи оставляли базовую химию этого растворителя неизменной, что не позволяло сделать прорыв на направлении электролитов. Группа японских учёных под руководством профессора Ацуо Ямады (Atsuo Yamada) сначала теоретически, а потом практически воссоздала полностью новый электролит, разработка которого велась с учётом знаний об основополагающих молекулярных структурах.

Новый электролит опирается на фторированный циклический фосфатный растворитель (TFEP). Это вещество, как утверждают разработчики, абсолютно негорючее, что обещает пожаробезопасные аккумуляторы. Но главное (хотя, что может быть главнее безопасности?) новый электролит позволит аккумуляторам работать при более высоком напряжении, чем на электролите на основе этиленкарбоната. Так, напряжение «классических» литиево-ионных аккумуляторов не может быть выше 4,3 В без риска возгорания. На основе TFEP-растворителя напряжение батарей может быть 4,9 В.

Большее напряжение даже при одинаковой ёмкости аккумулятора означает большую мощность и, следовательно, увеличенную дальность пробега электромобиля и большую продолжительность работы аккумулятора. То же самое можно будет сказать об аккумуляторах для смартфонов, если они получат новый электролит. Вот только когда это произойдёт, учёные не берутся предсказать. Добавим, статья об исследовании опубликована в журнале Nature Energy, но доступ к ней платный.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Как восстановить литий-ионный аккумулятор? | Voltmarket

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 19-01-2021

Литий-ионные аккумуляторы являются, вероятно, одним из самых востребованных расходников в мире.

Они эксплуатируются повсюду: от портативной электроники до электромобилей. К сожалению, элементы любой аккумуляторной батареи подвержены деградации вне зависимости от того, эксплуатируется аккумулятор или нет. Иногда АКБ выходит из строя значительно раньше, чем заканчивается потенциальный срок службы.

Если батарея не подает признаков жизни, а сейчас же заменить ее возможности нет, пользователи нередко задаются вопросом, как восстановить литий-ионный аккумулятор. На самом деле это возможно, но только в том случае, если причина неисправности не кроется в активных компонентах.

Рассмотрим ситуации, когда есть смысл пытаться спасти литий-ионный или полимерный аккумулятор, а когда – нет.

Почему аккумулятор не работает

Практически у каждого возникала ситуация, что шуруповерт, смартфон или даже ноутбук попросту не включается, а подключение к зарядному устройству положительных результатов не дает. Если в устройстве используется проприетарная аккумуляторная батарея, а не сборка из стандартных элементов (например 18650), долго искать не надо.

Если же аккумулятор (как в шуруповерте или домашнем телефоне) представляет собой сборку, причиной неисправности могут стать вышедшие из строя отдельные элементы. В таком случае неисправные элементы придется искать при помощи вольтметра и, возможно, нагрузочной вилки.

Имея на руках неисправный li-ion аккумулятор, первым делом следует изучить его внешний вид. Если есть следы вздутия (наиболее явно они видны в аккумуляторах мобильных телефонов, когда как в цилиндрических элементах 18650 и других надо внимательно смотреть на основания), о ремонте можно забыть. Восстановление литий-ионных аккумуляторов со следами вздутия невозможно, а их дальнейшая эксплуатация и вовсе опасна. Придется купить новый аккумулятор. В случае с аккумулятором на основе сборки можно попробовать заменить лишь неисправные элементы. Причиной вздутия является образование газов из-за нарушения обмена ионов между анодом и катодом. Если давление слишком высокое, в корпусе может образоваться пробой и из-за контакта с воздухом аккумуляторная батарея воспламенится.

Если бескорпусный литий-ионный аккумулятор (чаще всего такие используются в современных смартфонах) был согнут, почти наверняка со временем он в лучшем случае вздуется, а в худшем – воспламенится. Если же причиной неисправности не является физическое воздействие, то это может быть банальная деградация в процессе старения. Если Вы уверены, что аккумулятор “умер” раньше положенного, а физических повреждений нет, возможно его можно ненадолго оживить.

Восстанавливаем литий-ионный аккумулятор

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что далеко не всегда можно продлить жизнь батарее. Рассмотрим ситуацию, когда ненадолго спасти аккумулятор все-таки можно.

Если электроприбор по какой-либо причине длительное время не востребован, а перед хранением аккумулятор не был заряжен, высока вероятность, что АКБ уйдет в глубокий разряд из-за процесса саморазряда. В таком состоянии аккумулятор начинает деградировать, а его напряжение продолжает падать. В один прекрасный момент напряжение упадет до значения, когда контроллер заряда начнет воспринимать АКБ как неисправную и зарядке поддаваться больше не будет. С таким часто сталкивались покупатели некачественных китайских планшетов и смартфонов: бракованный или изначально уставший аккумулятор при разряде гаджета быстро пересекал недопустимое значение напряжения, при котором контроллер воспринимает его как “мертвый”. Причина такого поведения контроллера в том, что при достижении слишком низкого напряжения в батарее происходят необратимые процессы, из-за чего в целях безопасности контроллер не дает использовать АКБ.

Чтобы восстановить безнадежно разряженную батарею, следует зарядить его напрямую, минуя контроллер. Для этого подключите к АКБ источнику питания с напряжением не более 4,2В (если речь идет об одном элементе или аккумуляторе смартфона). Ток также стоит ограничить до низкого значения, желательно не более 100 мАч. Следите за состоянием аккумулятора и проверяйте, поднимается ли его напряжение. Если он набирает емкость, значит его получится восстановить. Когда уровень заряда превысит некий недопустимый минимальный предел, его можно будет заряжать обычным способом. Обращаем внимание, что пережившая глубокий разряд литий-ионная аккумуляторная батарея потеряет значительную часть емкости и долгую эксплуатацию не переживет. Все равно надо будет задуматься о замене элемента.

Восстановление литий-ионных аккумуляторов 18650 может быть несколько проще, так как обычно они подключены к внешнему контроллеру, а встроенный может отсутствовать. В таком случае Вам следует просто подключить глубоко разряженный элемент в блоку питания. Не перепутайте полярности!

Помимо описанного выше способа, в интернете можно найти массу способов восстановить литий-ионный аккумулятор, которые могут показаться немного дикими. В большинстве случаев они опасны и не действенны, поэтому рассматривать их не будем. Хотя о некоторых из них имеется масса положительных отзывов. К примеру, в сети много разговоров о том, что можно поместить аккумулятор в морозильную камеру на полчаса, после чего несколько минут его заряжать. Затем надо дать батарее естественным образом согреться, после чего можно заряжать ее штатным способом. Возможно, сильный холод влияет на полупроводниковые компоненты, используемые в контроллере, и защита перестает препятствовать заряду. Пары минут достаточно для вывода АКБ из глубокого разряда, а уже основной заряд следует проводить после естественного нагрева. Мы такой способ не рекомендуем, ровно как и описанный изначально самый действенный: все на свой страх и риск.

Что же делать?

В любой теме, которая касается восстановления аккумулятора любого типа, можно подвести один и тот же итог: лучше не искать способ восстановить АКБ, а изначально не допускать ее выхода из строя, строго следуя требованиям по эксплуатации, к которым относятся:

• Заряжайте аккумулятор только качественным зарядным устройством. Если оборудование комплектуется зарядным устройством, волноваться не стоит. В ином случае следует купить соответствующий прибор, а не использовать кустарные методы.
• Не допускайте глубокий разряд. Чаще всего причиной глубокого разряда является неправильное хранение без предварительного заряда и дальнейшего контроля емкости. Если устройство не эксплуатируется, аккумулятор все равно требуется периодически заряжать.
• Не допускайте хранение и эксплуатацию аккумулятора при слишком высокой или низкой температуре. Неблагоприятная среда является наиболее частой причиной деградации элементов аккумулятора.

Аккумулятор литий-ионный Gardena BLi-18 2,6 Ач, цена

Аккумулятор литий-ионный Gardena BLi-18 2,6 Ач   Аккумуляторная батарея Gardena BLi-18 служит в качестве источника энергии для соответствующих аккумуляторных устройств Gardena и предназначен для использования в частных садах и на дачах. Не разрешается использовать аккумулятор в общественных парках, садах, на спортивных площадках и на улицах, а также в сельском и лесном хозяйстве. Сменная батарея Gardena BLi-18 является мощным и надежным источником энергии для аккумуляторной техники. Акку…

Читать далее

Время зарядки аккумулятора

300 мин.

Емкость аккумулятора

2,6 А*ч

Класс аккумулятора

Бытовой

Назначение

Для садовых ножниц, Для садового триммера, Для воздуходувки

Напряжение аккумулятора

18 В

Совместимый бренд

Gardena

Температура эксплуатации ?

Температуры эксплуатации – диапазон температур, в котором материал сохраняет требуемые рабочие характеристики.

от 0 до 40 C

Тип

Аккумулятор

Тип аккумулятора

Li-ion

Предотвращение теплового разгона в литий-ионных системах хранения энергии

Безопасное использование литий-ионных батарей в системах накопления энергии (ESS) должно быть приоритетом номер один для отрасли. В этом эксклюзивном гостевом блоге сотрудник Johnson Controls по связям с отраслью Алан Элдер, имеющий более четырех десятилетий опыта работы в области систем газового пожаротушения, и Дерек Сандал, менеджер по продукции инженерных средств пожаротушения компании, рассказывают о лучших способах предотвращения пожары в результате теплового разгона литиевых элементов.

Страны по всему миру поставили перед собой амбициозные цели по сокращению глобальных выбросов. В результате инвестиции в возобновляемые источники энергии способствуют быстрому росту отрасли систем хранения энергии (ESS). Фактически, ожидается, что глобальный рынок накопителей энергии будет расти со среднегодовым темпом роста 35% в период с 2018 по 2026 год.

В настоящее время литий-ионные батареи являются основным накопителем энергии в мире. Учитывая их текущую популярность, ожидается, что к 2026 году этот рынок достигнет 23 миллиардов долларов США.Ветряные фермы, солнечные фермы и центры обработки данных выбирают литий-ионные аккумуляторы по многим причинам, включая их доступность. Во-первых, литий-ионные батареи обладают высокой плотностью энергии с потенциалом еще большей емкости. У них также относительно низкий саморазряд, менее чем вдвое меньше, чем у никелевых батарей. Их рентабельность распространяется и на техническое обслуживание. Литий-ионные батареи не требуют особого обслуживания и периодической разрядки.

При всех своих преимуществах литий-ионные аккумуляторы также имеют некоторые ограничения.Литий-ионные батареи требуют сложных систем управления батареями (BMS), чтобы гарантировать, что они работают в пределах контролируемых параметров, таких как напряжение, температура и состояние заряда, которые регулируются по мере старения элементов батареи. При неправильном обращении или при неправильном обращении с аккумулятором может возникнуть риск выхода аккумулятора из строя, увеличивая риск теплового разгона и возгорания.

Отрасли промышленности, которые зависят от литий-ионных аккумуляторов, нуждаются в новом комплексном решении, которое эффективно обнаруживает отказ аккумуляторов и вмешивается для предотвращения теплового разгона и последующей опасности возгорания.

Опасности теплового разгона

Температурный разгон может произойти при неправильном использовании батареи, что приведет к выделению токсичных и легковоспламеняющихся газов. Температурный разгон, происходящий в одном элементе батареи, может быстро распространяться, вызывая каскадное увеличение теплового разгона в соседних элементах батареи. Превышение температуры может привести к катастрофическому пожару с сильным тепловыделением.

С возгоранием литий-ионных аккумуляторов, как известно, сложно бороться. Системы газового пожаротушения и водоснабжения просто неэффективны.Хотя системы пожаротушения могут замедлять рост огня и выделение тепла, их недостаточно для полного тушения после начала теплового разгона. Самый эффективный метод тушения таких пожаров требует применения большого количества воды в течение многих часов или даже дней. Во многих местах, особенно в удаленных или с дефицитом воды, это нежелательно или даже невозможно.

К сожалению, за последние несколько лет произошло несколько таких пожаров.В ноябре 2017 года в результате пожара на объекте хранения энергии литий-ионных аккумуляторов в Бельгии недалеко от Брюсселя образовалось облако токсичных паров, из-за которого тысячи жителей остались дома. В апреле 2019 года литий-ионная аккумуляторная система взорвалась на объекте государственной службы Аризоны, в результате чего восемь пожарных серьезно пострадали. После катастрофы энергетические компании США сделали безопасность основным приоритетом. А в период с 2017 по 2019 год в Корее произошло 28 пожаров ESS, в результате чего было приостановлено 522 объекта ESS.

Понимание стадий отказа аккумулятора помогает найти решение

Чтобы предотвратить повторение подобных инцидентов, важно понимать каждую стадию отказа батареи. Разделенные на области предотвращения и сдерживания, делятся на четыре стадии:

Профилактика

Этап 1: Злоупотребление аккумуляторной батареей

На этой первой стадии термическое, электрическое или механическое воздействие приводит к повреждению элементов, вызывая повышение температуры и давления элементов батареи.

Этап 2: Производство отходящего газа

При повышении температуры и давления в ячейках из ячеек выходят горючие газы. Это критическая точка, в которой необходимо принять меры, чтобы избежать теплового разгона и пожара.

Стадия 3: тепловой разгон

Термический побег знаменует собой самый конец области предотвращения и начало области сдерживания. Температура быстро поднимается на несколько сотен градусов, образуется дым. Именно в этот момент неизбежен катастрофический отказ.

Район содержания

Этап 4: Пожарообразование

После теплового разгона загорается огонь. Стеллажи для литий-ионных аккумуляторов сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную плотность накопления энергии, но это также позволяет быстро распространять пожар. После возгорания огонь может легко перейти к соседним камерам и строительным материалам и стать неконтролируемым.

При внимательном рассмотрении этих четырех этапов обнаруживается идеальный момент, когда раннее вмешательство может предотвратить превышение температуры.В идеале реакция должна происходить в зоне предотвращения, но для этого требуются средства обнаружения на первом или двух этапах. Если отходящие газы могут быть обнаружены и батареи отключены до начала теплового разгона, возможно, опасность возгорания можно предотвратить.

Раннее вмешательство предотвращает тепловой разгон

Как показывает анализ четырех стадий выхода из строя литий-ионной батареи, одним из лучших признаков раннего предупреждения для обнаружения является выброс отходящих газов. По определению, отходящий газ – это побочный продукт химического процесса.Когда литий-ионные батареи начинают выходить из строя, в результате химического процесса из аккумуляторных элементов образуется пары электролита. Этот отходящий газ образуется вскоре после повреждения ячейки и за несколько минут до начала теплового разгона.

Отказ литий-ионного аккумулятора в конечном итоге также приводит к появлению заметного дыма, но только после того, как тепловой разгон уже начался. Одно только обнаружение дыма приводит к слишком запоздалой реакции. Вместо этого, обнаружив наличие отходящих газов, затронутые батареи можно вовремя выключить, чтобы предотвратить тепловой разгон.

Интегрированное решение делает возможным раннее вмешательство

Эффективное решение по предотвращению рисков с использованием литий-ионных аккумуляторов включает в себя контрольные и эталонные датчики, которые непрерывно проверяют аккумуляторные стеллажи на наличие литий-ионных отходящих газов. Эталонные датчики предоставляют контроллеру данные об окружающем воздухе, в то время как контрольные датчики в аккумуляторных стойках собирают данные, относящиеся к воздуху вблизи литий-ионных батарей. Эти датчики могут обнаруживать литий-ионные отходящие газы в концентрациях, равных одной части на миллион (ppm), и совместимы со всеми существующими литий-ионными химическими веществами.

Эта система предотвращения рисков предназначена для отключения аккумуляторов и предотвращения теплового разгона менее чем за пять секунд. Однако даже после отключения батарей горючие отходящие газы все еще могут присутствовать. Эти отходящие газы могут представлять опасность пожара, если только эта зона не достаточно велика или не вентилируется.

Вот здесь-то и вступают в игру обнаружение и тушение пожара. Если используется инертизирующая концентрация, система пожаротушения может использоваться для инертизации помещения после выпуска отходящих газов.Это может помочь предотвратить достижение уровня сгорания отходящими газами вместе с кислородом. Момент, когда инертирующая система разблокируется, требует тщательного рассмотрения, чтобы быть эффективной, и может потребовать интеграции с другими системами.

При нормативных проектных концентрациях система подавления может использоваться для защиты батарей от источников огня, таких как материалы класса A, и других отказов электронных компонентов до того, как они станут источниками тепла, которые могут воспламенить батареи.

Интеграция обнаружения отходящих газов с обнаружением и тушением пожара обеспечивает своевременное вмешательство, необходимое для предотвращения теплового разгона и пожарной опасности. Система не требует электрического или механического контакта с аккумуляторными элементами и, по сути, является модернизацией существующих систем, позволяя ей работать в рабочих условиях под напряжением.

По прогнозам, количество систем хранения энергии с литий-ионными батареями значительно увеличится в течение следующих пяти лет.Поскольку литий-ионные элементы могут выйти из строя и взорваться – и часто без предупреждения, – как никогда важно, обнаруживать и предотвращать тепловой выход из строя до того, как может случиться худшее. Сочетание раннего обнаружения отходящих газов с системами обнаружения и тушения пожара или инертизации обеспечивает целостное решение, обеспечивающее раннее предупреждение, необходимое для обеспечения безопасной и устойчивой работы отрасли ESS.

Изображения: Johnson Controls.

Будьте в курсе последних новостей, аналитики и мнений.Подпишитесь на рассылку новостей Energy-Storage.news.

Возможности инвестирования на рынке литий-ионных аккумуляторов

в конкурентной среде | Ключевые проигрыватели: BYD Компания Panasonic Exide Technologies LG Chem Saft Batteries Samsung SDI – KSU

(май 2021 г.) Мировой рынок литий-ионных аккумуляторов Research Report 2021-2027 – один из наиболее актуальных, уникальных и беспристрастных маркетинговых отчетов, подготовленных Polaris Market Research. В отчете делается попытка представить каждую деталь важных текущих и будущих инновационных тенденций на рынке. В отчете содержится углубленная оценка ключевых рыночных тенденций, размера рынка, доли, движущих сил отрасли, проблем, а также ключевых профилей компаний и стратегий участников рынка. В отчете кратко представлены сегменты рынка на прогнозный период с 2021 по 2027 год, а также причины прогресса или падения. Он знакомит вас с наиболее важными событиями на мировом рынке литий-ионных аккумуляторов и любыми изменениями на этом рынке или последними отраслевыми разработками.промышленность.

Отчет также содержит всесторонний анализ ключевых тенденций и передовых технологий. Представлен полный анализ возможностей роста, рыночных рисков и масштабов развития. Было проведено исследование развивающейся отрасли и существующей отрасли. Он также выделяет основные прогностические факторы, которые повлияют на рост рынка. Кроме того, он также обеспечивает ключевую динамику глобального рынка литий-ионных аккумуляторов, включая движущие факторы, ограничения и возможности.Наши специалисты по геологоразведке проведут углубленную оценку будущего развития на основе прошлых данных и текущих рыночных условий.

Загрузить образец копии отчета, включая полное содержание, таблицы и рисунки @ https://www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/lithium-ion-battery-market/request-for-sample

Конкурентный ландшафт:

Модель рыночной конкуренции объясняет конкуренцию на рынке литий-ионных аккумуляторов, которая учитывает цены, выручку, продажи и рыночную долю компании, концентрацию рынка, конкуренцию, тенденции и рыночную долю ведущих компаний.Отчет также включает стратегии, принятые крупными компаниями на рынке, такие как инвестиционные стратегии, маркетинговые стратегии и планы разработки продуктов. Исследование объединяет данные об ассортименте продукции производителя, основных областях применения и технических характеристиках продукции.

В данном отчете представлены следующие производители:

BYD Company, Panasonic, Exide Technologies, LG Chem, Saft Batteries, Samsung SDI, EaglePicher Technologies, LLC, GS Yuasa, Hitachi, BAK Group, Energus Power Solutions, Ltd., Lithium Werks, Roofer Technology Co. Ltd, Toshiba, CALB, Akku Tronics New Energy Technology Co.

Сегментация рынка:

Polaris Market Research сегментировала отчет о рынке литий-ионных аккумуляторов на основе типа продукта, емкости аккумулятора, конечного использования и региона.

Рынок литий-ионных аккумуляторов в разбивке по типу продукта Прогноз (выручка – млн долларов США, 2016-2027 гг.)

• Оксид лития-кобальта
• Литий оксид магния
• Литий-фосфат железа
• Литий, никель, марганец, кобальт, оксид
• Литий-никель-кобальт-оксид алюминия
• Титанат лития

Рынок литий-ионных аккумуляторов в разбивке по типам ячеек (выручка – млн долларов США, 2016-2027 гг.)

• цилиндрический
• Призматический
• Подсумок

Рынок литий-ионных аккумуляторов по прогнозам емкости аккумуляторов (выручка – млн долларов США, 2016-2027 гг.)

• от 0 до 3000 мАч
• от 3000 до 10000 мАч
• от 10 000 до 60 000 мАч
• Более 60000 мАч

Рынок литий-ионных аккумуляторов по прогнозам конечного использования (выручка – млн долларов США, 2016-2027 гг.)

• Автомобильная промышленность
• Бытовая электроника
• Медицинское оборудование
• Промышленная и сетевая энергия

Получите эксклюзивную скидку @ https: // www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/lithium-ion-battery-market/request-for-discount-pricing

Региональный анализ:

В представленном в отчете глобальном исследовании рынка литиево-ионных аккумуляторов и аналитическом исследовании региональный анализ является еще одной очень всеобъемлющей частью. В этом разделе показан рост продаж в разных регионах и на страновых / региональных рынках. Для исторического и прогнозного периода с 2021 по 2027 год он предоставляет подробный количественный анализ страны / региона и анализ размера регионального рынка на глобальном рынке.

• Северная Америка (США, Канада)
• Европа (Германия, Франция, Великобритания, Италия, Россия, Испания, Нидерланды, Швейцария, Бельгия)
• Азиатско-Тихоокеанский регион (Китай, Япония, Корея, Индия, Австралия, Индонезия, Таиланд, Филиппины, Вьетнам)
• Ближний Восток и Африка (Турция, Саудовская Аравия, ОАЭ, ЮАР, Израиль, Египет, Нигерия)
• Латинская Америка (Бразилия, Мексика, Аргентина, Колумбия, Чили, Перу).

Ключевые вопросы, на которые дан ответ

• Каким будет размер рынка с точки зрения стоимости и объема, а также рыночной статистики с подробной классификацией?
• Какой сегмент доминирует на рынке или в регионе, и какой из них будет наиболее быстрорастущим и почему?
• Как рыночные драйверы, ограничения и возможности повлияют на динамику рынка?
• Кто основные игроки на рынке и какова их доля?
• Какую стратегию используют ключевые игроки и как она влияет на существующих и новых игроков?

Анализ воздействия COVID-19:

Пандемия коронавируса (COVID-19) затронула жизни людей во всем мире.В исследовании всесторонне рассматривается влияние пандемии COVID-19 на рынок литий-ионных аккумуляторов и его основные рыночные сегменты. Кроме того, он охватывает текущее и будущее влияние пандемии и предоставляет информацию о ситуации после COVID-19, чтобы получить более глубокое понимание тенденций и динамических изменений рыночных условий.

Зачем покупать этот отчет:

• В этом отчете содержится точечный анализ изменения динамики конкуренции.
• Он дает перспективный взгляд на различные факторы, стимулирующие или сдерживающие рост рынка.
• Это помогает понять ключевые сегменты продукции и их будущее.
• Он помогает принимать обоснованные бизнес-решения, имея полное представление о рынке и проводя углубленный анализ рыночных сегментов.

Если у вас есть вопросы, спросите наших экспертов по адресу https://www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/lithium-ion-battery-market/speak-to-analyst

О компании Polaris Market Research

Polaris market Research – глобальная маркетинговая и консалтинговая компания.Мы обеспечиваем непревзойденное качество предложений для наших клиентов во всем мире. Компания специализируется на предоставлении исключительных услуг по анализу рынка и углубленных бизнес-исследований для наших клиентов, работающих в разных отраслях.

Свяжитесь с нами

Корпоративные продажи, США

Исследование рынка Polaris

Телефон: 1-646-568-9980

Эл. Почта: [email protected]

Интернет: www.polarismarketresearch.ком

Руководство по уходу за литий-ионными аккумуляторами

– Часть вторая

Литий-ионные аккумуляторы – самые распространенные аккумуляторы в бытовой электронике. Они используются во всем: от сотовых телефонов до электроинструментов и электромобилей и т. Д. Однако у них есть четко определенные характеристики, которые вызывают их износ, и понимание этих характеристик может помочь вам удвоить или даже больше срок службы ваших батарей. Это особенно полезно для продуктов, в которых нет сменных батарей.

Износ батареи – это потеря емкости и / или повышенное внутреннее сопротивление. Последнее не является хорошо известной концепцией, но со временем аккумулятор может выдавать меньшую силу тока по мере старения аккумулятора, и в конечном итоге аккумулятор не может вырабатывать мощность достаточно быстро, чтобы вообще работать с устройством, даже если аккумулятор не разряжен.

Применяются стандартные заявления об отказе от ответственности, все рекомендации носят исключительно информационный характер, CleanTechnica не несет ответственности за любой ущерб, вызванный неточной информацией или выполнением любых предоставленных рекомендаций.Кроме того, новая технология может изменить обсуждаемые характеристики, сделав их менее или более актуальными в будущем или даже сделав их устаревшими.

---

Срок службы литий-ионных батарей определяется следующими факторами:

• Время – Часть первая
• Циклы – Часть первая
• Температура хранения / эксплуатации – В этой статье
• Зарядка – В этой статье
• Discharging – Часть третья (готовится к выпуску)
• Глубина заряда – Часть четвертая (готовится к выпуску)
• Время, проведенное почти при полном / пустом – Часть четвертая (готовится к выпуску)
• Глубина разряда – Часть пятая (готовится к выпуску)
• End Of Life – Part Five (готовится к выпуску)
• Резюме – Часть шестая (готовится к выпуску)

Температура хранения и эксплуатации

Литий-ионные батареи

обеспечивают оптимальный срок службы при температуре около 10-20ºC (50-70ºF).Это может быть непрактично для гарантии для электромобилей, но если у вас есть гараж с климат-контролем или подземная парковка, вы можете помочь продлить срок их службы, когда автомобиль не используется. Считается, что суровые зимние температуры вредны для аккумуляторов, но высокие температуры чрезвычайно суровы для литиевых аккумуляторов, поскольку они значительно ускоряют износ, вызванный температурой. Большинство аккумуляторов имеют жидкостное охлаждение, но когда вы не пользуетесь автомобилем, только некоторые модели активно охлаждают аккумуляторы на стоянке. Ярким примером аккумуляторов, убивающих тепло, было первое поколение Nissan Leaf в жарком климате, которое быстро теряло емкость из-за того, что они охлаждались воздухом и работали при температурах пустыни.

Однако для таких предметов, как сотовые телефоны, электроинструменты и другие небольшие изделия, вы можете более легко контролировать их хранение и рабочую температуру. Хранение их в помещении зимой и в зданиях или подвалах с кондиционированием воздуха летом и вдали от прямых солнечных лучей (при эксплуатации и особенно когда они не используются) поможет продлить срок их службы.

Если вы обнаружите, что ваши батареи перегреваются во время использования или зарядки, вам следует попытаться выяснить, почему. Вы можете определить, перегревается ли аккумулятор, если он очень горячий на ощупь.Конечно, если аккумулятор выпирает, по возможности отключите его, а если он дымится или загорается, немедленно позвоните в местную пожарную службу и эвакуируйте из здания, так как пары токсичны.

электромобилей обычно имеют жидкостное охлаждение и, как правило, могут регулировать температуру аккумулятора. Хотя проблемы могут возникать очень редко, при возникновении проблемы с аккумулятором обратитесь к производителю автомобиля.

Иногда сотовые телефоны перегревают аккумулятор по неизвестным причинам. Это может быть вызвано ошибкой приложения, открытым слишком большим количеством приложений, нагрузкой на процессор или другой проблемой операционной системы.Попробуйте определить причину и устранить ее. Будет ли это связано с прекращением использования определенного приложения (и обращением к автору приложения), выполнением сброса настроек или обращением к производителю телефона.

Использование телефона в качестве GPS с креплением на лобовое стекло может нагреть батареи до очень высоких температур. Это тривиал – прямой солнечный свет, зарядка и высокое энергопотребление. Однако направление переменного тока к области лобового стекла иногда может помочь снизить температуру телефона. Есть приложения, которые сообщат вам текущую температуру батареи.

Если такие предметы, как электроинструменты, аккумуляторные батареи или другие изделия с литий-ионным питанием, перегреваются, обратитесь к производителю. Некоторые могут утверждать, что это нормально, но если это плохо спроектировано, то производитель решил навязать плохой дизайн своим клиентам, которые в конечном итоге получат преждевременно устаревшие батареи. В этом случае посмотрите, сможете ли вы получить замену гудвилла в случае преждевременного отказа, и / или найдите конкурента с более качественным продуктом. Как и в случае с любым дорогим продуктом, сохраняйте чеки и записывайте срок гарантии.Некоторые кредитные карты предлагают бесплатные расширенные гарантии на покупки, если карта используется для покупки рассматриваемого предмета (например, удвоение гарантии до дополнительного года). Проконсультируйтесь с провайдером карты, чтобы узнать, есть ли у вас дополнительное покрытие.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные батареи предпочитают заряжать примерно на 1/4 своей емкости или меньше за час. С точки зрения батареи это известно как 0,25C (C – емкость батареи). Более быстрая зарядка вызывает большую нагрузку на аккумулятор.Некоторые химические соединения лучше справляются с более быстрой зарядкой, чем другие, хотя химический состав вашего продукта был выбран производителем при его разработке.

Однако потребители предпочитают более быструю зарядку, поэтому производители часто разрабатывают зарядное устройство с учетом этого. Зарядка выше 1С намного тяжелее на батарее. Лучший способ уменьшить это напряжение – использовать зарядное устройство, которое заряжается медленнее. Для мобильного телефона, заряжаемого через USB, это довольно просто – у большинства из нас есть старые зарядные устройства.Емкость вашего телефона легко найти в Google, и зарядное устройство с температурой 0,25 ° C найти несложно. Предполагается, что у вас есть время подождать, пока он зарядится. Избегайте зарядки телефона в течение ночи (об этом мы поговорим в следующей части четвертой). Для таких предметов, как электроинструменты или газонное оборудование, зарядное устройство, поставляемое с этим предметом, может не иметь выбираемой пользователем скорости зарядки, и вы можете застрять с быстрой зарядкой. Или вы можете купить более медленное зарядное устройство.

Тем не менее, многие люди разочаровываются в медленной зарядке, даже если в будущем у них будет больше времени автономной работы (и многие все равно меняют свои мобильные телефоны каждые два года, ага!).Если хочется более быстрой зарядки, то 0,5С (пик) не страшны. Но помните об этом, так как 1С или выше будет быстрее изнашивать вашу батарею.

Для электромобилей старайтесь не перезаряжать Tesla, если только вам не нужна самая быстрая зарядка (скажем, в поездке). Большинство электромобилей могут заряжаться с разной скоростью, выбираемой программным обеспечением или зарядным устройством. Не стесняйтесь изучать свои варианты. Также многие электромобили могут задерживать зарядку после подключения дома. Это идеально, если вы можете выбрать время начала или окончания зарядки, чтобы зарядка завершалась примерно в то время, когда вы начинаете свой день.Таким образом, автомобиль тратит меньше времени при высоком уровне заряда (причина этого объясняется в аспекте глубины заряда в четвертой части этой серии статей).

Не оставляйте аккумуляторы подключенными к зарядному устройству после завершения зарядки. Если их оставить подключенными, они обычно поддерживают заряд батареи на 100%, что значительно сокращает ее срок службы.

Следите за обновлениями для части третьей, разрядные характеристики

---

Краткое изложение терминологии, используемой в мире батарей:

Алгоритм зарядки = аккумулятор заряжается при постоянном токе , , затем почти полностью заряжен (обычно более 80%), зарядное устройство переключается на постоянное напряжение . Скорость зарядки снижается, пока аккумулятор не зарядится на 100%. Многие электромобили модифицируют этот алгоритм.

C = Емкость аккумулятора

• Выходная мощность батареи измеряется в 1 / C. 1C означает, что батарея разряжена за один час, 2C означает 30 минут (1/2 часа), 3C означает разрядку через 20 минут (1/3 часа) и т. Д.
• Заряд также можно измерить в градусах Цельсия, 1С означает зарядку за 1 час, 0,5С зарядка за 2 часа, 2С зарядка за 30 минут и т. Д.
  Скорость заряда обычно не является линейной, аккумулятор обычно заряжается быстрее, пока не достигнет стадии постоянного напряжения.

Series = Несколько батарей, соединенных в цепочку, чтобы увеличить общее напряжение батареи.

Параллельно = Несколько батарей подключены бок о бок для увеличения силы тока вместо напряжения.

(x) S (x) P конфигурация = объясняет, как подключены несколько батарей. 4S2P, например, означает 8 ячеек, четыре в ряду и два параллельных ряда

Вольт (В) = электрический потенциал. Розетки измеряются в вольтах.

Ампер (А) = количество кулонов электронов, переносящих эти вольт.

Вт (Вт) = Вольт x Ампер. Энергия / потребление мощности часто измеряется в ваттах. Киловатт – это 1000 ватт. кВтч – это киловатты в час.

Энергия измеряется в Джоулях и может быть преобразована в Вт / секунду, если у вас есть компонент времени.

Мощность = Энергия с течением времени. Обычно измеряется в ваттах. Один Джоуль в секунду составляет 1 ватт. То же количество джоулей или ватт за половину времени – это удвоенная мощность.

Номинальное напряжение = Напряжение, используемое для расчета ватт батареи.

Емкость аккумулятора = сколько Ач мощности может выдать аккумулятор (новый).

Нагрузка = Устройство, которое использует питание от аккумулятора.

Внутреннее сопротивление батареи влияет на ее выходную мощность. Повышенное внутреннее сопротивление – это снижение выходной мощности, которую может обеспечить аккумулятор. На выход энергии в некоторой степени влияет повышенное внутреннее сопротивление.

Рекомендуемое изображение: Kristoferb, под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

---

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica – или покровителем Patreon.

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Аккумулятор нового типа может заряжаться в 10 раз быстрее, чем литий-ионные модели

Перезаряжаемые литий-ионные батареи практически повсюду, от смартфонов до ноутбуков, от наушников до игровых устройств и многого другого.

Но в то время как удобство этой повсеместной (и удостоенной Нобелевской премии) химии аккумуляторов радикально изменило способ использования и зарядки портативных устройств, литий-ионный аккумулятор далек от совершенства.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов со временем ухудшаются, а иногда неисправности аккумуляторных элементов могут привести к перегреву и опасному возгоранию – компаниям иногда приходится в срочном порядке отзывать продукцию, которая может взорваться без предупреждения.

И, как может подтвердить любой владелец смартфона, планшета или ноутбука, зарядка литий-ионных аккумуляторов может быть медленным и трудоемким процессом. По этому поводу у ученых есть хорошие новости.

Исследователи из России разработали новый тип аккумуляторной технологии, который, по их словам, может заряжаться примерно в 10 раз быстрее, чем существующие литий-ионные аккумуляторы – ускорение, которое может дать огромные преимущества в экономии времени, если оно будет внедрено в повседневные устройства.

«Аккумулятор, изготовленный с использованием нашего полимера, заряжается за секунды – примерно в 10 раз быстрее, чем традиционный литий-ионный аккумулятор», – говорит исследователь электрохимии Олег Левин из Санкт-Петербургского университета. «Это уже было продемонстрировано серией экспериментов.”

Ключом к новым батареям является своего рода окислительно-восстановительный полимер на основе нитроксила, материал, который может подвергаться обратимому окислению (потеря электронов) и восстановлению (усиление электронов) при разряде и зарядке. В этом случае используемый окислительно-восстановительный полимер представляет собой синтезированную форму NiSalen (никель-сален), металлсодержащего металлополимера, в котором цепи атомов никеля и салена действуют как молекулярные проволоки для повышения электронной проводимости, что является ограничением полимера на основе нитроксила. батареи.

«В полимерах на основе нитроксила единственный путь переноса заряда – это прыжки электронов между соседними окислительно-восстановительными центрами, которые происходят быстро в микроскопическом масштабе», – объясняют исследователи в своем исследовании.

«Несмотря на это, макроскопическая электронная проводимость материала на основе нитроксила кажется очень низкой».

В ходе испытаний исследователи исследовали ряд различных типов полимеров, но химический состав NiSalen оказался единственным устройством, которое оказалось стабильным и эффективным благодаря тому, как структуры никеля и салена работали в качестве проводящей основы.Структуры одновременно действовали как сборщик заряда для нитроксильных подвесок, а также поддерживали окислительно-восстановительную способность вещества.

Устройство также хорошо работает при низких температурах, чего нельзя сказать о термочувствительных литий-ионных аккумуляторах. Однако не то чтобы быстрый NiSalen обязательно идеален во всех областях.

«На данном этапе он все еще отстает по емкости – на 30-40 процентов ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов», – говорит Левин.

«В настоящее время мы работаем над улучшением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда».

Теоретически полимеры на основе нитроксила должны в конечном итоге обладать хорошим емкостным потенциалом, так что это может быть лишь вопросом времени, когда команда выяснит, как настроить аккумулятор так, чтобы он обеспечивал хороший запас заряда в дополнение к привлекательной проводимости.

Можно надеяться, потому что, помимо увеличения заряда, есть и другие важные преимущества, которые может дать этот тип аккумулятора.

«Это безопасно в использовании – нет ничего, что могло бы представлять опасность возгорания, в отличие от широко распространенных сегодня кобальтовых батарей [включая литий-ионные батареи]», – говорит Левин.

«Он также содержит значительно меньше металлов, которые могут нанести вред окружающей среде. Никель присутствует в нашем полимере в небольшом количестве, но его гораздо меньше, чем в литий-ионных батареях».

Результаты представлены в документе Batteries and Supercaps .

Литий-ионная батарея – обзор

Литий-ионные батареи (LIB)

Литий-ионные батареи – это перезаряжаемые батареи, в которых используется неводный электролит (Yoshizawa, 2009), которые начали продаваться в начале 1990-х годов.Литий-ионный элемент состоит из четырех компонентов: анода, катода, сепаратора и неводного электролита. Во время процесса зарядки ионы лития перемещаются от катода через электролит к аноду, а затем возвращаются во время разряда (Zubi et al ., 2018). Литий-ионные аккумуляторные элементы изготавливаются в виде стопки или цилиндрических элементов. В первой конфигурации катод, анод и сепаратор заключены в ламинатную пленку. Во втором – слои прокатываются и запаиваются в металлическую тару.

Литий-ионные аккумуляторы отличаются высокой удельной мощностью, длительным сроком службы, низким саморазрядом, низкими затратами на техническое обслуживание и низким воздействием на окружающую среду. Однако литий обладает высокой реакционной способностью, поэтому существуют технические ограничения, связанные с безопасностью строительных батарей (Таблица 2).

Таблица 2. Литий-ионный аккумулятор

Высокая Высокая

Преимущества	Недостатки	Ссылки
Высокая энергоэффективность	Относительно дорого	(Zubi et al. ., 2018)
Хороший срок службы	Проблема безопасности	(Йошио и др. ., 2009)
Высокая плотность мощности	Слабое восстановление	(Йошизава, 2009)
Номинальная 3-часовая зарядка
Хорошая высокоскоростная способность
Разумная скорость саморазряда

Согласно Wen и др. .(2012) проблемы безопасности литий-ионных батарей обычно вызваны следующими химическими параметрами: высокое напряжение (HV) (перезаряд), высокая температура (HT) (тепловой разгон), высокое давление (HP) (образование газа) и высокое напряжение. ток (HC) (дендритное литиевое короткое замыкание). Было разработано несколько методов и методов для решения проблем безопасности LIB, контролирующих внутреннее напряжение (V), температуру (T), давление (P) и ток (I). Также можно изучить материалы для решения вопросов безопасности.Недавний ключевой прогресс в разработке материалов для повышения безопасности LIB был представлен в Liu и др. . (2018a). Некоторые оптимизации могут быть достигнуты в отношении существующих материалов анода и катода из-за ограниченной электропроводности, медленного переноса лития, растворения или других неблагоприятных взаимодействий с электролитом, низкой термической стабильности, большого объемного расширения и механической хрупкости (Nitta et al . , 2015). Для достижения энергетической устойчивости в глобальном масштабе (Zubi et al ., 2018 г.) Литий-ионные батареи могут быть разработаны для: (1) уменьшения удельного углеродного следа в энергетическом секторе; (2) минимизировать зависимость от кобальта; (3) разработать соответствующие процессы переработки (Zeng et al ., 2014). Области исследований литий-ионных аккумуляторов сосредоточены на разработке новых электродных материалов для улучшения характеристик с точки зрения стоимости производства, плотности энергии, удельной мощности, срока службы и безопасности (Nitta et al ., 2015). Имеющиеся в продаже литий-ионные батареи: оксид лития-кобальта (LCO), оксид лития-марганца (LMO), фосфат лития-железа (LFP), литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) и оксид литий-никель-марганца-кобальта (NMC) (Blomgren, 2016 ).Все они производятся с использованием графита в качестве анодного материала, тогда как катод варьируется в зависимости от типа батареи: LCO изготовлен из LiCoO ₂ , LMO из LiMn ₂ O ₄ катода, LFP из LiFePO ₄ , NCA из LiNiCoAlO ₂ и NMC из LiNiMnCoO ₂ . Аккумуляторы LCO и NCA в настоящее время являются наиболее технологически развитыми. Основным недостатком эксплуатации батареи LCO является ее низкая внутренняя безопасность из-за низкой термической стабильности оксида кобальта.LMO и LFP более безопасны, чем другие батареи. LFP и NMC имеют более длительный жизненный цикл и более низкую плотность энергии, в то время как батареи NCA имеют выдающуюся доступность удельной энергии и производительность. Оксид лития-кобальта (LCO) находит применение в портативной электронике меньшего размера, а оксид лития-марганца (LMO) – в приложениях с более высокой мощностью, таких как электроинструменты и электродвигатели. Литий-никель-кобальт-оксид алюминия (NCA) широко применяется в электронике. Литий-никель-марганец-кобальт оксид (NMC) применяется в портативных и мощных устройствах, включая электроинструменты и электромобили.Литий-фосфат железа (LFP) в основном используется в мощных устройствах, таких как электроинструменты и накопители энергии (Blomgren, 2016). Литий-ионные аккумуляторы широко используются в портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, планшеты и ноутбуки (Yoshizawa, 2009). Литий-ионные батареи также нашли применение в гибридных транспортных средствах и электромобилях (Lu et al ., 2013). В последнем типе ключевой характеристикой является оптимальный контроль заряда / разряда аккумулятора. Должна быть предоставлена ​​точная информация о состоянии заряда (SOC) и состоянии здоровья (SOH) батареи, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу батареи.Кроме того, температура окружающей среды является ключевым фактором, влияющим на точность оценки SOC (Xing et al ., 2014). Методы машинного обучения, включая искусственные нейронные сети, модели на основе нечеткой логики и опорные векторные машины, все чаще используются в литературе для оценки степени заряда литий-ионных аккумуляторов (Charkhgard and Farrokhi, 2010; Chen et al ., 2012).

Подержанные литий-ионные батареи | Уменьшение, повторное использование, переработка

Литий-ионные батареи и устройства, содержащие эти батареи, НЕ должны выбрасывать в бытовой мусор или мусорные баки.

Литий-ионные батареи СЛЕДУЕТ сдать на отдельные пункты переработки или сбора опасных бытовых отходов. Выход

Во избежание возгорания заклейте клеммы аккумуляторных батарей и / или поместите литий-ионные аккумуляторы в отдельные пластиковые пакеты.

На этой странице:

---

Общая информация

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

используются во многих продуктах, таких как электроника, игрушки, беспроводные наушники, портативные электроинструменты, малая и крупная бытовая техника, электромобили и системы хранения электроэнергии.При неправильном обращении в конце срока их полезного использования они могут нанести вред здоровью человека или окружающей среде.

Повышенный спрос на литий-ионные батареи на рынке в значительной степени объясняется высокой «плотностью энергии» этого химического состава батарей. «Плотность энергии» означает количество энергии, которое система хранит в определенном пространстве. Литиевые батареи могут быть меньше и легче других типов батарей, сохраняя при этом такое же количество энергии. Эта миниатюризация позволила быстро увеличить потребительское использование портативных и беспроводных продуктов меньшего размера.

Начало страницы

---

Информация для потребителей

Существует два типа литиевых батарей, которые используются потребителями в США и с которыми необходимо работать по окончании срока службы: одноразовые неперезаряжаемые литий-металлические батареи и перезаряжаемые литий-полимерные элементы (литий-ионные, литий-полимерные). ионные ячейки).

Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Литий-ионные батареи сделаны из таких материалов, как кобальт, графит и литий, которые считаются важными минералами. Критические полезные ископаемые – это сырье, которое экономически и стратегически важно для США.S., имеют высокий риск того, что их снабжение будет нарушено, и для которых нет легких заменителей. Когда эти батареи выбрасываются в мусор, мы полностью теряем эти критически важные ресурсы. Для получения дополнительной информации о важнейших минералах посетите веб-сайт Геологической службы США.

Кроме того, если аккумулятор или электронное устройство, содержащее аккумулятор, выбрасывать в мусорное ведро или помещать в муниципальный мусорный бак вместе с бытовыми вторсырьями, такими как пластик, бумага или стекло, они могут быть повреждены или раздавлены во время транспортировки или обработки и сортировки. оборудование, создающее пожарную опасность.

Поэтому литий-ионные аккумуляторы

или аккумуляторы, содержащиеся в электронных устройствах, следует утилизировать на сертифицированных предприятиях по переработке аккумуляторной электроники, которые принимают аккумуляторы, а не выбрасывать их в мусор или выбрасывать в муниципальные мусорные баки.

Одноразовые неперезаряжаемые батареи	Изготовлен из металлического лития и обычно используется в таких продуктах, как фотоаппараты, часы, пульты дистанционного управления, портативные игры и детекторы дыма. Эти батареи может быть трудно отличить от обычных щелочных батарей, но они также могут иметь особую форму (например,g., кнопочные элементы или батарейки для монет) для определенного оборудования, например некоторых типов фотоаппаратов: поищите слово «литиевый» на батарее, чтобы помочь идентифицировать их.
Перезаряжаемые литий-полимерные элементы (литий-ионные, литий-ионные элементы)	Обычно встречается в мобильных телефонах, электроинструментах, цифровых камерах, ноутбуках, детских игрушках, электронных сигаретах, малых и больших приборах, планшетах и ​​электронных книгах. Некоторые литий-ионные батареи можно легко извлечь из продуктов, в которых они работают, а другие – нет.

Утилизация литий-ионных батарей для потребителей

Рекомендация EPA: найдите место для переработки литий-ионных аккумуляторов и продуктов, содержащих литий-ионные аккумуляторы, используя одну из предлагаемых ссылок; не выбрасывайте их в мусорное ведро или в муниципальные мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы в электронике: Отправьте электронные устройства, содержащие литий-ионные аккумуляторы, сертифицированным переработчикам электроники, участвующим розничным продавцам и переработчикам в службах возврата электроники или обратитесь в местную программу сбора твердых или опасных бытовых отходов для получения дополнительных возможностей.

Литий-ионные аккумуляторы, которые легко отделяются от продукта (например, электроинструменты): Найдите ближайший к вам пункт утилизации Выход, чтобы правильно утилизировать литий-ионные аккумуляторы. Отправляйте отдельные аккумуляторы специализированным предприятиям по переработке аккумуляторов или розничным продавцам, которые участвуют в услугах по возврату, или обратитесь в местную программу по твердым отходам или бытовым опасным отходам для получения дополнительных вариантов.

Два ресурса для поиска переработчика – это база данных Earth 911 Exit и Call2RecycleExit.

Меры предосторожности при обращении: Поместите каждую батарею или устройство, содержащее батарею, в отдельный пластиковый пакет. Оберните токонепроводящую ленту (например, изоленту) на клеммах аккумулятора. Если литий-ионный аккумулятор поврежден, обратитесь к производителю аккумулятора или устройства за конкретной информацией по обращению. Даже использованные батареи могут иметь достаточно энергии, чтобы вызвать травму или возгорание. Не все батареи могут быть удалены или обслужены пользователем. Соблюдайте маркировку аккумулятора и продукта относительно безопасности и использования.

Утилизация литий-ионных аккумуляторов среднего и крупного размера

Рекомендация EPA: Свяжитесь с производителем, автомобильным дилером или компанией, которая установила литий-ионную батарею, для получения информации о возможностях управления; не выбрасывайте его в мусорное ведро или в муниципальные мусорные баки.

Из-за размера и сложности этих аккумуляторных систем, средние и крупные литий-ионные аккумуляторы не могут быть удалены потребителем. См. Инструкции производителя, а также предупреждения и инструкции по технике безопасности.

• Автомобиль: обратитесь к дилеру автомобилей, в магазин или на ремонтную мастерскую, где был приобретен аккумулятор.
• Накопитель энергии: обратитесь к производителю оборудования для аккумулирования энергии или компании, установившей аккумулятор.

«Избегайте искры. Будьте осторожны с аккумулятором ». Кампания

В связи с участившимися пожарами на предприятиях по переработке и утилизации отходов по всей стране отраслевые группы совместно разработали «Избегайте искры». Будьте осторожны с аккумулятором.Кампания . Эта кампания направлена ​​на ознакомление американского потребителя с безопасностью использования батарей и правильным обращением с использованными литий-ионными батареями. Главный посыл кампании заключается в том, что батареи можно и нужно утилизировать, когда срок их службы истечет. Для получения дополнительной информации перейдите на сайт Call2Recycle Exit.

Кампания «Поставь галочку» Министерства транспорта (DOT)

Кампания DOT «Check the Box» – это кампания по информированию общественности, направленная на предотвращение серьезных инцидентов за счет повышения осведомленности населения о предметах повседневного пользования, которые считаются опасными при транспортировке, в том числе о батареях, которые упаковываются и отправляются на переработку или утилизацию.Перед отправкой на переработку или утилизацию батареи должны быть правильно идентифицированы, упакованы и промаркированы с помощью маркировки на упаковке. Для получения дополнительной информации перейдите в кампанию DOT’s Check the Box и посмотрите видео кампании Exit.

Начало страницы

---

Информация для бизнеса

Некоторые литий-ионные батареи могут соответствовать определению опасных отходов в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA), если они демонстрируют такие характеристики опасных отходов, как воспламеняемость, реактивность или токсичность при утилизации.Лица, производящие отходы, которые определены как опасные в соответствии с RCRA, называются «производителями опасных отходов». Эти правила не применяются к домашним хозяйствам, поскольку в соответствии с RCRA опасные отходы, выбрасываемые домашними хозяйствами, как правило, не подпадают под действие правил об опасных отходах. Напротив, коммерческие предприятия несут ответственность за определение того, являются ли производимые ими отходы опасными отходами, включая литий-ионные батареи по окончании срока их службы.

Литий-ионные батареи с различным химическим составом могут выглядеть почти одинаковыми, но при этом иметь разные свойства.Кроме того, некоторые утилизированные литий-ионные батареи с большей вероятностью будут иметь опасные свойства, если они содержат значительный заряд, однако такие батареи могут показаться пользователю полностью разряженными. По этим причинам генератору может быть трудно определить, какие из его отработавших литий-ионных аккумуляторов считаются опасными при утилизации. Поэтому в случае неопределенности EPA рекомендует компаниям рассмотреть возможность обращения с литий-ионными аккумуляторами в соответствии с федеральными правилами «универсальных отходов» в Разделе 40 Свода федеральных правил (CFR), часть 273.

Правила универсальных отходов обеспечивают упрощенный набор требований к производителям определенных типов обычных опасных отходов (например, люминесцентных ламп, содержащих ртуть, батарей) из самых разных коммерческих предприятий. Требования различаются в зависимости от того, накапливаете ли вы за один раз меньше или больше 5000 кг общих универсальных отходов, но они включают инструкции о том, как обращаться с отходами, как маркировать контейнеры, как долго отходы могут накапливаться на месте и куда могут быть отправлены отходы, среди прочего.Правила универсальных отходов не требуют отправки с использованием декларации об опасных отходах, но требуют, чтобы отходы отправлялись на разрешенный объект по удалению опасных отходов или в переработчик. EPA рекомендует предприятиям проконсультироваться со своими государственными агентствами по твердым и опасным отходам для получения дополнительной информации о применимых правилах в отношении универсальных отходов.

Дополнительным соображением, особенно для малых предприятий или предприятий, производящих небольшие количества опасных отходов в месяц, являются правила RCRA «Генераторы очень малых количеств» (VSQG).Литий-ионные аккумуляторы, выбрасываемые предприятиями, которые производят менее 100 кг (220 фунтов) опасных отходов в месяц, считаются отходами генератора с очень небольшим количеством и могут подлежать уменьшенным требованиям к опасным отходам. Перед тем, как использовать освобождение от VSQG, сверьтесь с программой государственного регулирования, так как они могут иметь другие требования. Хотя EPA рекомендует утилизировать все батареи в соответствии со стандартами универсальных отходов, лица, собирающие или хранящие использованные литий-ионные батареи в домашних условиях или в VSQG для целей любого исключения, должны хранить их отдельно от других собранных литий-ионных аккумуляторов, которые подлежат дополнительному контролю. строгие требования.В противном случае они рискуют подвергнуть всю смешанную коллекцию более строгим требованиям (например, упрощенным требованиям к универсальным отходам или стандартным правилам образования опасных отходов).

Начало страницы

---

Информация для рабочих

Управление по охране труда и здоровья Министерства труда (OSHA) выпустило информационный бюллетень по безопасности и охране здоровья: Предотвращение травм от пожара и / или взрыва от небольших и переносных устройств с питанием от литиевых батарей .Бюллетень носит рекомендательный характер, информационный по содержанию и предназначен для обучения работников и помощи работодателям в обеспечении безопасных и здоровых условий труда.

Начало страницы

---

Информация для перевозчиков

Правила обращения с опасными материалами Департамента транспорта (DOT)

Литиевые батареи

являются опасными материалами и подпадают под действие Положений об опасных материалах Министерства транспорта (HMR; 49 CFR, части 171–180). Сюда входят требования к упаковке и стандартным сообщениям об опасности (например,g., маркировка, этикетки, отгрузочные документы, информация о действиях в чрезвычайных ситуациях) и требования к обучению сотрудников. Требования к информированию об опасности содержатся в части 172 HMR, а требования, относящиеся к литиевым батареям, – в разделе 173.185 49 CFR.

Начало страницы

---

Дополнительные ресурсы

вебинаров, спонсируемых Агентством по охране окружающей среды, по проблемам, с которыми компании по переработке электроники и предприятиям по рекуперации материалов (MRF) сталкиваются из-за литий-ионных аккумуляторов:

Начало страницы

Исследование

показывает резкое снижение стоимости литий-ионных аккумуляторов | MIT News

Стоимость перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов, используемых в телефонах, ноутбуках и автомобилях, резко упала за последние три десятилетия и стала основным фактором быстрого роста этих технологий.Но попытка количественно оценить это снижение затрат дала неоднозначные и противоречивые результаты, которые препятствовали попыткам спрогнозировать будущее технологии или разработать полезную политику и исследовательские приоритеты.

Теперь исследователи Массачусетского технологического института провели исчерпывающий анализ исследований, в которых рассматривалось снижение цен на эти батареи, которые являются доминирующей технологией перезаряжаемых аккумуляторов в современном мире. Новое исследование охватывает более трех десятилетий, включая анализ исходных базовых наборов данных и документов, когда это возможно, чтобы получить четкое представление о траектории развития технологии.

Исследователи обнаружили, что стоимость этих батарей упала на 97 процентов с тех пор, как они были впервые коммерчески представлены в 1991 году. Этот темп улучшения намного выше, чем утверждали многие аналитики, и сравним со скоростью солнечных фотоэлектрических панелей, которые некоторые считали быть исключительным случаем. О новых результатах сообщается сегодня в журнале Energy and Environment Science , в статье постдока Массачусетского технологического института Мики Зиглера и доцента Джессики Транчик.

Хотя очевидно, что произошло резкое снижение стоимости некоторых технологий экологически чистой энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, Транчик говорит, когда они начали рассматривать снижение цен на литий-ионные батареи, «мы увидели существенные разногласия. относительно того, насколько быстро снизилась стоимость этих технологий ». Подобные разногласия проявились при отслеживании других важных аспектов разработки батарей, таких как постоянно улучшающаяся плотность энергии (энергия, запасенная в заданном объеме) и удельная энергия (энергия, запасенная в заданной массе).

«Эти тенденции имеют большое значение для того, чтобы привести нас туда, где мы находимся прямо сейчас, а также для размышлений о том, что может произойти в будущем», – говорит Транчик, доцент Института данных, систем и общества Массачусетского технологического института. Хотя общеизвестно, что снижение стоимости аккумуляторов стало стимулом для недавнего роста продаж электромобилей, например, было неясно, насколько велико это снижение. Благодаря этому подробному анализу, по ее словам, «мы смогли подтвердить, что да, технологии литий-ионных аккумуляторов улучшились с точки зрения их стоимости со скоростью, сравнимой с технологией солнечной энергии, и особенно фотоэлектрическими модулями, которые часто задерживаются. как своего рода золотой стандарт в инновациях в области чистой энергии.”

Может показаться странным, что существовала такая большая неуверенность и разногласия по поводу того, насколько снизилась стоимость литий-ионных батарей и какие факторы повлияли на это, но на самом деле большая часть информации находится в форме конфиденциальных корпоративных данных, которые сложно для доступа исследователей. Большинство литий-ионных аккумуляторов не продаются напрямую потребителям – вы не можете бежать в обычную аптеку на углу, чтобы купить сменный аккумулятор для своего iPhone, ПК или электромобиля.Вместо этого производители покупают литий-ионные батареи и встраивают их в электронику и автомобили. Крупные компании, такие как Apple или Tesla, покупают батареи миллионами или производят их сами по ценам, которые оговариваются или учитываются внутри компании, но никогда не раскрываются публично.

Помимо помощи в ускорении продолжающейся электрификации транспорта, дальнейшее снижение стоимости литий-ионных батарей потенциально может также увеличить использование батарей в стационарных приложениях в качестве способа компенсации прерывистой подачи экологически чистых источников энергии, таких как солнечная и ветровая. .Оба приложения могут сыграть важную роль в сокращении мировых выбросов парниковых газов, изменяющих климат. «Я не могу переоценить важность этих тенденций в инновациях в области чистой энергии для того, чтобы привести нас туда, где мы находимся прямо сейчас, где, похоже, мы наблюдаем быструю электрификацию транспортных средств, и мы наблюдаем быстрый рост технологий возобновляемых источников энергии, – говорит Транчик. «Конечно, для решения проблемы изменения климата нужно сделать гораздо больше, но это действительно изменило правила игры.”

Новые открытия предназначены не только для повторения истории разработки аккумуляторов, но и для того, чтобы помочь направить будущее, отмечает Зиглер. Прочесывая всю опубликованную литературу по вопросу снижения стоимости литий-ионных элементов, он обнаружил «очень разные меры исторического улучшения. В различных статьях исследователи использовали эти тенденции, чтобы внести предложения о том, как еще больше снизить затраты на литий-ионные технологии или когда они могут достичь целевых показателей затрат.Но поскольку исходные данные сильно различались, «рекомендации, которые давали исследователи, могли быть совершенно разными». Некоторые исследования показали, что литий-ионные батареи не будут падать в цене достаточно быстро для определенных приложений, в то время как другие были гораздо более оптимистичными. Такие различия в данных могут в конечном итоге оказать реальное влияние на определение исследовательских приоритетов и государственных стимулов.

Исследователи углубились в первоисточники опубликованных данных, в некоторых случаях обнаруживая, что определенные первичные данные использовались в нескольких исследованиях, которые позже цитировались как отдельные источники, или что исходные источники данных были потеряны в процессе.И хотя большинство исследований сосредоточено только на стоимости, Зиглер говорит, что стало ясно, что такой одномерный анализ может недооценивать, насколько быстро улучшаются литий-ионные технологии; Помимо стоимости, вес и объем также являются ключевыми факторами как для транспортных средств, так и для портативной электроники. Итак, команда добавила в исследование второй трек, проанализировав улучшения и по этим параметрам.

«Литий-ионные батареи не были приняты, потому что в то время они были наименее дорогой технологией», – говорит Зиглер.«Были доступны менее дорогие аккумуляторные технологии. Литий-ионная технология была принята, потому что она позволяет вам носить портативную электронику в руке, потому что она позволяет изготавливать электроинструменты, которые служат дольше и обладают большей мощностью, и это позволяет нам создавать автомобили, которые могут обеспечить достаточный запас хода. «Казалось, что просто смотреть на доллары за киловатт-час – это только часть истории», – говорит он.

Этот более широкий анализ помогает определить, что может быть возможным в будущем, добавляет он: «Мы говорим, что литий-ионные технологии могут улучшаться для определенных приложений быстрее, чем можно было бы спрогнозировать, если бы просто взглянул на один показатель производительности.Изучив несколько показателей, вы получите более четкое представление о степени улучшения, и это говорит о том, что они, возможно, могли бы улучшиться быстрее для приложений, в которых ослаблены ограничения на массу и объем ».

Транчик добавляет, что новое исследование может сыграть важную роль в выработке политики, связанной с энергетикой. «Тенденции опубликованных данных по нескольким чистым технологиям, в которых со временем произошло значительное сокращение затрат, – ветровым, солнечным, а теперь и литий-ионным батареям, – как правило, ссылаются снова и снова, и не только в научных публикациях, но и в программных документах и ​​в промышленности. отчеты », – говорит она.«Многие важные выводы климатической политики основаны на этих нескольких тенденциях. По этой причине важно правильно их понять. Существует реальная необходимость бережно относиться к данным и в целом повысить нашу игру в работе с технологическими данными и отслеживании этих тенденций ».

«Стоимость аккумуляторов определяет паритет цен на электромобили и автомобили с двигателем внутреннего сгорания», – говорит Венкат Вишванатан, доцент кафедры машиностроения в Университете Карнеги-Меллона, который не имел отношения к этой работе.«Таким образом, прогнозирование снижения стоимости аккумуляторов, вероятно, является одной из наиболее важных проблем в обеспечении точного понимания внедрения электромобилей».

Вишванатан добавляет, что «открытие того факта, что снижение затрат может происходить быстрее, чем предполагалось ранее, позволит расширить внедрение, увеличить объемы и привести к дальнейшему снижению затрат … сообщество.”

Работа поддержана Фондом Альфреда П.