Acumulatori in proiectele DIY – La ce sunt folositi acumulatorii LiFeYPO4?

Timp de citit: 4 minute

John B. Goodenough

Stiai ca.. ? John B. Goodenough a fost distins cu Premiul Nobel pentru Chimie (2019), impreuna cu M. Stanley Whittingham si Akira Yoshino, „pentru dezvoltarea acumulatorului litiu-ion”?

Si ca tot acesta, la varsta de 94 de ani (in 2017), a ajuns la o noua descoperire importanta – bateria din sticla, cu care se poate imbunatati in mod semnificativ problema stocarii energiei electrice, acestea avand o densitate de trei ori mai mare decat cele pe litiu-ion?

Ce prezinta articolul?

In orice proiect DIY care trebuie sa fie portabil si sa functioneze o perioada indelungata fara sa fie conectat direct la o sursa de energie electrica, este nevoie de un acumulator bine ales astfel incat sa nu se deterioreze intr-un termen scurt si sa asigure un timp de functionare cat mai mare, fara a ingreuna foarte mult dispozitivul.

In zilele noastre exista o multitudine de tipuri de acumulatori ce au diferite proprietati, iar cunoasterea acestora este foarte importanta pentru alegerea optima.

In acest articol vom vorbi despre cei mai folositi acumulatori in electronica, in momentul de fata.

1. Acumulatorii Li-Ion

Acumulatorii Li – Ion (Lithium-Ion) sunt poate cei mai raspanditi acumulatori datorita densitatii energetice volumetrice si densitatii energetice raportate la masa acumulatorului, acest tip de acumulator fiind ideal pentru proiectele unde este nevoie de o autonomie cat mai mare.

Avantaje:

• Densitate mare de acumulare a energiei fata de celelalte tipuri de acumulatoare;

Dezavantaje:

• Intervalul de temperatura in care poate lucra acumulatorul este scazut;
• Pret ridicat;
• Necesita un incarcator specializat;
• Inteparea sau strapungerea acumulatorului poate duce la incendiu;

2. Acumulatorii plumb-acid

Acumulatorii de tip plumb-acid sunt foarte raspanditi mai ales in automobilele cu motor termic deoarece sunt mai siguri si ieftini fata de alte tipuri de acumulatori.

Avantaje:

• Pret redus;
• Nu necesita un incarcator specializat;
• Supraincarcarea acestuia pentru o perioada scurta de timp nu are efecte dezastruoase;

Dezavantaje:

• Densitate de energie mica;

3. Acumulatorii Li-Po

Acumulatorii LiPo sau litiu-polimer sunt foarte folositi in proiectele DIY datorita costului mai mic fata de acumulatorii Li-Ion. De asemenea, un acumulator lithium polymer sau LiPO sau mai corect Lithium-Ion Polymer, foloseste tehnologia Lithium-Ion intr-un format de dimensiuni reduse. Acumulatorii LiPO sunt disponibili in 2 versiuni, „Soft Case” si „Hard Case” si ofera descarcare, putere si durata de folosire prelungita fata de acumulatorii NiMH.

Avantaje:

• Densitate de energie mare;

Dezavantaje:

• Intervalul de temperatura in care poate lucra acumulatorul este scazut;
• Pret ridicat;
• Necesita un incarcator specializat;
• Inteparea sau strapungerea acumulatorului poate duce la incendiu;

4. Acumulatorii NiMH

Acumulatorii NIMH (numiti si baterii nichel-metal-hidrura) sunt un tip de acumulatori ce au fost inventati de catre Centrul de Cercetare Battelle din Geneva in anul 1967 si sunt foarte folositi in proiecte de catre incepatori. De asemenea este unul dintre cei mai populari acumulatori datorita pretului accesibil, usurintei cu care poate fi procurat si diversitatii sale. Gasesti acumulatori NiMH de tip AA, AAA, precum si alte forme.

Avantaje:

• Sunt mai siguri fata de acumulatorii pe baza de litiu;
• Au o tensiune nominala de aproximativ 1.2V, deci pot inlocui clasicele baterii alcaline;

Dezavantaje:

• Capacitate mica;
• Ciclu de incarcare-descarcare mai mic fata de acumulatorii pe baza de litiu (aprox 500);

5. Acumulatorii LiFePO4

Tot John Goodenough este „responsabil” pentru descoperirea bateriilor de tip LiFePO4 – litiu-fier-fosfat. In anii care au urmat acelei lansari au aparut tot felul de variatii ale bateriilor litiu-ion, combinarea cu diverse alte materiale ducand la unele imbunatatiri.

Astfel, LiFePO4 (LiFePO4 la catod, grafit la anod); In 1996, John Goodenough lucrand in cadrul Universitatii din Texas, a descoperit fosfatul ca material catod pentru acumulatorii cu litiu.

Litiu-fosfat ofera performante electrochimice bune si are rezistenta interna scazuta. Acesti acumulatori sunt folositi in aparatura portabila si stationara care necesita curent mare de incarcare si anduranta.

O subdiviziune a acestara se numeste LiFeYPO4, avand un element chimic suplimentar in compozitie. Principala diferenta intre LiFePO4si LiFeYPO4 este Yttrium-ul suplimentar la catodul celulelor LiFeYPO4 pentru a accelera transferul de electroni, in special la temperaturi scazute. Acumulatorii LiFeYPO4 par sa fie o alegere mai buna in special pentru masinile electrice.

Cea mai importanta utilitate a Yttrium-ului este cea de fabricare a substantelor luminescente (in particular fluorescente), intrebuintate in tuburile catodice pentru ecranele de televizor (CRT) si a LED-urilor. Yttrium-ul este de asemenea folosit in producerea de electrozi, electroliti, filtre electronice, lasere, supraconductori, aparatura medicala; se adauga, de-asemenea, in cantitati infime in compozitia unor unor materiale, pentru imbunatatirea unor proprietati mecanice.

Avantaje:

• Interval de temperatura de lucru mai mare;
• Mai sigur fata de acumulatorii Li-Ion / Li-Po;
• Au un raport energie / pret mai bun decat acumulatorii Li-Ion / Li-Po (dar mai slab fata de acumulatorii plumb-acid);

Dezavantaje:

Necesita un circuit de incarcare specializat;
Sunt mai greu de achizitonat (deoarece nu sunt foarte folositi);

Surse:

https://www.easylight.ro/

https://ro.wikipedia.org/Ytriu

https://ro.wikipedia.org/John_B._Goodenough

https://www.descopera.ro/

https://en.wikipedia.org/

How to make a charger for lead acid battery proper way 12V 7AH

https://winston-battery.en.made-in-china.com

https://www.revrobotics.com/

https://circuitdigest.com/