Daha küçük, daha hafif ve daha güçlü taşınabilir elektroniklere olan artan talep, ilerlemelere bağlıdır. lityum iyon (Li-ion) pil Teknoloji. Modern cihazlar için pil paketlerinin tasarlanması, enerji yoğunluğu, güvenlik, boyut, ağırlık, maliyet ve düzenleyici uyumun dengelenmesini gerektirir.
Pil Paketi Boyutu ve Ağırlık Sınırlamaları
Daha büyük pil paketleri genellikle daha uzun süreler için daha yüksek akım sağlar.
Bununla birlikte, taşınabilir cihazlar ağırlık ve boşluk sınırlamalarına bakar ve üreticilerin hala önemli güç sağlayan hafif paketler tasarlamasını gerektirir.
Lityum-iyon piller, bu cihazlar için çeşitli formatlarda mevcuttur, bu da dahil olmak üzere silindirik, prizmatikve kese polimer hücreleri.
Silindirik hücreler (örn. 18650, 26650, 21700)
Silindirik hücreler olgun üretim, yüksek spesifik enerji (200-260 WH/kg), mükemmel termal yönetim ve maliyet etkinliği ile birliktedir. Ancak sert şekilleri hacimsel enerji yoğunluğunu (500-600 WH/L) ve tasarım esnekliğini sınırlar.
Birden çok hücrenin entegre edilmesi karmaşıklık ve verimsiz alan katar. Portatif tıbbi cihazlarda, elde taşınır ticari ve askeri araçlarda ve elektrikli aletlerde yaygın olarak kullanılırlar.
Prizmatik hücreler
Prizmatik hücreler dikdörtgen bir gövdeye sahiptir ve tipik olarak daha iyi alan kullanımı nedeniyle silindirik hücrelerden daha yüksek hacimsel enerji yoğunluğu (600-700 WH/L) sunar.
Ara tasarım esnekliğine sahiptirler, ancak biraz daha düşük spesifik enerjiye (160-220 WH/kg) ve kWh başına daha yüksek maliyete sahip olabilirler. Termal yönetim de daha zor olabilir.
Polimer hücreler (torba hücreleri)
Polimer hücreleri, esnek alüminyum laminat muhafazalarına ve yüksek hacimsel enerji yoğunluğuna (600-800 WH/L) sahiptir, bu da onları ince veya düzensiz şekiller için uygun hale getirir.
İyi bir ağırlık/kapasite oranı (250-300 WH/kg) sunarlar, ancak güçlü yapısal desteğe ihtiyaç duyan mekanik sertlikten yoksundurlar.
Zorluklar termal yönetim ve üretim maliyetlerini içerir. Bu hücreler genellikle giyilebilir cihazlar, tıbbi ekipman, dronlar, dizüstü bilgisayarlar ve tabletler gibi taşınabilir cihazlarda kullanılır.
Watt Saat Sınırlamaları
Anahtar tasarım parametresi, watt saatlerde (wh = voltaj * amp-saat) ölçülen toplam enerji kapasitesidir. WH'nin arttırılması çalışma süresini uzatır, ancak boyut, ağırlık ve maliyeti de artırır.
Güvenlik düzenlemeleri, hava yolculuğu için WH'ye katı sınırlar uygular: 20 WH'nin altındaki hücreler ve pil paketleri Kısıtlama olmadan 100 WH'ye izin verilir.
100-160 WH arasındaki paketler, yolcu veya yedek parça başına maksimum iki tane ile havayolu onayı gerektirir. 160'ın üzerinde paketler tipik olarak taşıma olarak yasaklanır. Bu düzenlemeler, premium dizüstü bilgisayarlar gibi yüksek performanslı ultraportables için mevcut maksimum enerjiyi önemli ölçüde etkiler.
Şarj Tasarım Seçenekleri
Lityum-iyon pilleri şarj etmek belirli parametreler gerektirir.
Diğer pillerden farklı olarak, akım ve voltaj ayarlarını etkileyen üretici tasarım varyasyonları nedeniyle özel şarj cihazlarına ihtiyaç duyarlar.
Daha düşük dirençle, lityum-iyon hücreleri daha hızlı şarjı mümkün kılar, bu nedenle şarj cihazları aşırı şarj veya düşük şarj olmadan doğru akımı vermelidir. Belirli pil paketleri için özel şarj cihazları hazır modeller üzerinde tercih edilir.
BMS Tasarımları
Pil Yönetimi Sistemleri (BMS), lityum iyon pilleri yüksek sıcaklıklar, aşırı şarj, azarlama ve termal kaçak. Düzenlemeler herkes için BMS kurulumunu zorunlu kılar Lityum bazlı pillertaşınabilir cihazlar dahil.
Portatifler için BMS özellikleri arasında sıcaklık izleme, aşırı şarj ve deşarj yönetimi ve hata teşhisi bulunur.
Birlikte çalışabilirlik, pil koşullarını ağlar ve kontrolör sistemleri arasında iletmek için de gereklidir.
Muhafaza Özel Özellikleri
Güvenlik, lityum iyon piller kullanan taşınabilir cihazlar için çok önemlidir. Cihaz düşürülür veya yanlış kullanılırsa bu piller delinmelerden ve hasarlardan korunmalıdır.
Polimerik pozitif sıcaklık katsayısı (PPTC) cihazları gibi devre koruması, nakliye ve nakliye sırasında devreleri koruyabilir.
Muhafazalar ayrıca lityum iyon pilleri şoklardan ve titreşimlerden korurken gaz havalandırmasına ve ısı dağılmasına izin verir.
Üreticiler, büzülme sargısı, vakumla şekillendirilmiş plastik ve dayanıklılık ve güvenilirliği sağlamak için güvenlik düşüşü testine tabi tutulan enjeksiyon kalıplı plastik gibi çeşitli muhafaza seçenekleri sunar.
Taşınabilirlik düzenlemeleri
Lityum-iyon piller için ulaşım düzenlemeleri hem taşınabilir hem de taşınmaz cihazlar için geçerlidir.
Tüm lityum piller içermelidir BMS Bileşenler, ayrı ayrı veya takılı olarak gönderilsin. Taşıyıcı tarafından onaylanmadıkça maksimum 100 watt saat ile sınırlıdırlar. Taşınabilir cihazlar güvenlik testi ve sertifikası gerektirir.
Ocak 2026'dan itibaren, tek başına gönderilen lityum iyon pillerin% 30 veya daha az bir şarj (SOC) durumuna sahip olması gerekir. Ek olarak, spesifik olmayan nakliye için ambalaj, cihazlarda veya cihazlarla dolu piller içeriyorsa 3. 0 metre yığın testini karşılamalıdır.
Çözüm
Taşınabilir cihazlar için lityum iyon pil paketlerinin tasarlanması, cihazın ihtiyaçlarına, endüstri standartlarına (tıbbi veya askeri kullanım için gibi) ve gerekli düzenlemelere bağlıdır. A Özel Pil Paketi Üreticisi Holo bataryası, pil paketinizin etkili bir şekilde işlev görmesini, güvenilir kalmasını ve güvenli olduğundan emin olmak için doğru teknolojiyi ve özellikleri belirlemeye yardımcı olabilir.
